Processamento do mRNA eucariótico

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Processamento 
Pós- 
Transcricional 
Eucariotos 
Principais etapas envolvidas na expressão 
de um gene 
Processamento de RNA 
 
• Transcritos primários 
• rRNA, tRNA, e mRNA 
• miRNA e siRNA 
 
Processamento do mRNA eucarioto 
• hnRNA e hnRNP (mRNA primário) 
• Adição do CAP 
• Adição da cauda poli(A) 
• Metilação 
• Splicing: sequências consenso 
– Spliceossomo 
– Auto-splicing grupoI e grupoII 
ADIÇÃO DO 5´CAP 
Adição do quepe (ii) 
• O complexo de 
ligação ao 
quepe (CBC) é 
responsável 
pelo 
recrutamento 
de fatores de 
exportação 
nuclear. 
POLIADENILAÇÃO 
Adição da cauda 
Poli(A) ao pré-mRNA 
eucariótico 
PABP – proteina que se liga a calda poliA. 
SPLICING DE RNA 
 
 - REMOÇÃO DE INTRONS 
 
 - PROCESSAMENTO DA REGIÃO 5´ DO mRNA 
 
mRNAs são interrompidos 
• O RNAs mensageiros eucarióticos são 
interrompidos 
• Exons são sequências de nucleotideos 
presentes no RNA mensageiro maduro e 
codificados no DNA (RNA primário) 
• Introns são sequencias de nucleotideos 
ausentes no RNA maduro e codificados no 
DNA (RNA primário). 
• Os introns são removidos pelo mecanismo de 
splicing 
A palavra splicing 
• De acordo com o New Shorter Oxford 
English Dictionary 
– Splice (verb) – encadear (fragmentos de filme, 
fitas, etc.) pela união das extremidades. 
• Tradução no contexto da Biologia 
Molecular: 
– Encadeamento (dos éxons) 
• Donde se depreende a remoção dos íntrons 
Panorama geral do encadeamento 
O íntron consensual de eucariotos 
Mecanismo básico do encadeamento 
Perfil da junção do laço 
As reações de encadeamento ocorrem por 
ataque nucleofílico e são catalisadas sem 
gasto de ATP 
 
Tipos de encadeamento (splicing) 
Classe Abundância Mecanismo Maquinária 
Catalítica 
 
Pré-mRNA nuclear 
 
Comum, usado na 
maioria dos genes 
eucarióticos 
 
Duas reações de 
transesterificação a 
partir do sítio A 
 
 
Spliceossomo 
 
Introns grupo I 
 
Raro rRNA nuclear em 
alguns eucariotos genes 
de organelas e uns 
poucos genes 
procarióticos. 
 
 
Duas reações de 
transesterificação a 
partir do sitio G 
 
Mesmo que o grupo II 
 
Introns grupo II 
 
Raro; usado em alguns 
genes de organelas 
eucarióticas e 
procariotos 
 
O mesmo qu para os 
pré-mRNAs 
 
RNA codificado por 
introns (ribozimas) 
O encadeamento passo a passo 
Em todos os casos, o protagonismo é das moléculas de RNAm. 
Componentes do spliceossomo 
grande partícula ribonucleoprotéica de 50-60S 
(tamanho equivalente ao de uma 
subunidade ribossômica) 
 
montagem em vários estágios: diversos complexos 
pré-splicing 
 
interações: RNA-RNA; RNA-proteína e proteína-
proteína 
Spliceossomo 
pequenos RNAs nucleares (snRNAs) complexados com 
proteínas específicas: snRNPs (ou “snurps”) 
 
diversos fatores protéicos 
 Introns do grupo I e II: se auto-removem a 
partir de um pré-mRNA que os contém 
 
Auto splicing (self splicing) 
 
• Introns do grupo I - rRNA nuclear de eucarioto 
inferior (T. termophila e P. polycephalum) 
• genes mitocondriais de fungos 
• genes do fago T4 (em 3 genes) 
• bactérias 
 
 
Introns do grupo II 
transcritos primários mitocondriais de fungos, 
algas e plantas 
 
Do ponto de vista 
evolucionário, esta é um dos 
mais importantes 
remanescentes do “mundo de 
RNA”. 
Encadeamento e variabilidade genética 
Splicing alternativo 
24 exons 
Mecanismos de encadeamento diferencial 
Contribuem para o fenômeno 
sítios de encadeamento 
ligeiramente degenerados 
Transporte para 
O citoplasma 
 
Exportação de mRNAs 
Transcrição e processamento: papel do 
CTD 
• O domínio C-terminal da PolII é extremamente 
maleável 
 
• Diversos fatores se aderem a ele durante a 
transcrição 
– Proteínas de processamento 
– Influência na própria transcrição 
Fosforilação da 
calda CTD 
determina etapa 
da transcrição 
e do 
processamento. 
Um dos objetivos do projeto genoma humano era identificar 
genes sistematicamente 
 
O número de genes humanos é bem menor do que o esperado…. 
 
 100.000 (previsto) → ~21.000 (atual) 
 Esse número é decorrente de 3 métodos 
 Clonagem de cDNA e sequenciamento de EST 
 Identificação de regiões exônicas conservadas por 
análise comparativa de genomas 
 Predição computacional de genes 
Complexidade do Genoma 
93% genoma humano é transcrito em ambas as fitas 
gerando imensa complexidade 
 
• Muitos genes codificadores de proteínas produzem transcritos 
antisenso 
• Há splicing de regiões intergênicas 
• Fusões de transcritos 
• Novos exons foram revelados (tecido-específicos) 
Tipos de RNA 
a) Codificadores RNA mensageiro (mRNA) 
b) Não-codificadores não codificam proteínas 
 
 
 
 
Exe: 
 Ribosomal RNA (rRNA) 
 Transfer RNA (tRNA) 
 Small nuclear RNA (snRNA) 
 Small nucleolar RNA (snoRNA) 
 Interference RNA (RNAi) 
 Short interfering RNA (siRNA) 
 Micro RNA (miRNA) 
 
ncRNA: características 
• ncRNA envolvidos em diferenciação podem ser expressos em 
poucas células 
 
• Muitos ncRNA são altamente instáveis 
 
• São pouco conservados entre espécies 
 
• Promotor é conservado no mesmo organismo 
 
• DNA repetitivo é transcrito: Alu 
 
small RNA (sRNA) 
• Família de ncRNA com tamanho de 19-28 nt derivados de RNA 
fita dupla (dsRNA) após processamento por enzimas tipo-
RNAse III 
• Podem induzir silenciamento gênico por pareamento com 
moléculas-alvo 
• Esse fenômeno é conhecido como: RNA interference (RNAi), 
“co-supressão” (Post-Transcriptional Gene Silencing - PTGS - 
plantas), gene silencing, quelling (fungos) 
• Todos estes fenômenos são agrupados como “RNA silencing” 
Classes de sRNA envolvidos em 
silenciamento gênico 
1) micro RNA (miRNA) 
Originam-se da região dupla fita de um precursor de 
RNA com estrutura local do tipo “hairpin” 
 
2) small interfering RNA (siRNA) 
Originam-se de longos precursores de RNA fita dupla 
Diferenças entre miRNA e siRNA 
• Ambos estão envolvidos na regulação da expressão 
gênica 
• A diferença está em como são originados 
• siRNA origina-se a partir de dsRNA 
• siRNA está mais associado com uma resposta a um RNA 
exógeno (geralmente viral) e geralmente é 100% 
complementar ao alvo 
• miRNA origina-se a partir de ssRNA que forma uma 
estrutura secundária tipo hairpin 
• miRNA regula expressão gênica pós-transcricionalmente 
e não é 100% complementar ao alvo 
RNAi 
 siRNA 
 
 miRNA 
Outras classes de 
RNA Produzidos 
Pela RNA Pol II 
 Processamento de miRNA 
Processamento miRNA 
Processamento do pré-rRNA bacteriano 
Processamento do pré-rRNA 
 em vertebrados 
PROCESSAMENTO DE tRNA 
EM EUCARIOTOS E PROCARIOTOS 
RIBOZIMA - RNA com atividade catalítica 
1. Ribonuclease P (uma RNP): o RNA catalisa a clivagem do substrato (tRNA) enquanto 
a proteína desempenha uma função indireta (estrutural) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Virusóides (pequenos RNAs de vegetais): catalisam uma reação intramolecular de 
auto-clivagem (engenharia genética: modificações criando “enzimas” para diferentes 
substratos) 
 
Outras modificações pós-
transcricionais 
 Editoração (“RNA Editing”) 
 
Mudança na informação genética em nível de mRNA 
 
2 situações diferentes: 
 
- células de mamíferos: substituição de uma base 
 
- mRNAs mitocondriais de tripanossomas: mudanças mais 
amplas em transcritos de vários genesAdição ou deleção de bases: 
 - muda fase de leitura 
 - cria códons de iniciação 
 - cria códons de terminação 
CDAR: C vira U 
ADAR: A vira I, que pareia com C 
Edição regulada de RNAms de 
metazoários 
Edição regulada de RNAms em 
tripanossomatídeos 
Um método simples 
de amplificar a 
variabilidade gênica 
em alvos bem 
definidos. 
Trans-splicing: 
2 moléculas diferentes: 
 
 
Spliced Leader RNA 
 (RNA SL, 35 nt) 
 
mRNA tripanossomatídeos e alguns 
mRNAs de C. elegans (nematódeo) 
 
Partículas envolvidas: 
 snRNPs: U2, U4 e U6 
 
O mundo de RNA 
RNA 
mRNA 
ncRNA 
RNA não-codante. RNA transcrito tem papel estrutural, 
funcional ou catalítico 
rRNA 
RNA ribossomal 
Participa da 
síntese de proteínas 
tRNA 
RNA transportador 
Interface entre 
RNAm e 
aminoácidos 
snRNA 
RNA nuclear pequeno 
RNA que fazem 
parte do 
complexo de 
encadeamento 
snoRNA 
RNA nucleolar pequeno 
Encontrado no 
nucléolo e esta 
envolvido na 
modificação 
do RNAr 
miRNA 
micro-RNA 
Pequenos fragmentos 
de RNA que estão 
envolvidos na regulação 
da expressão gênica 
Outros 
RNAs maiores compondo 
a estrutura da cromatina 
e relacionados 
à modelagem alélica. 
siRNA 
Pequeno RNA interferente 
Silencia genes 
stRNA 
RNA temporário pequeno 
RNA com função de 
regulação do 
desenvolvimento biológico