Biologia Celular e Molecular - Transcrição do DNA

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O DNA atua como um coordenador da síntese proteica. Ou seja, quando a célula identifica que determinada proteína é necessária, a 
sequência de nucleotídeos apropriada da longa cadeia de DNA é selecionada para então ser copiada em uma fita de RNA. Essas cópias de 
RNA serão utilizadas como molde para conduzir a síntese das proteínas. 
O mecanismo pelo qual as células copiam RNA em DNA é chamado de transcrição, e a seguir utilizam a informação deste RNA para 
produzir a proteína, processo chamado de tradução.
Logo, o fluxo de informação genética nas células segue a rota DNA → RNA → PROTEÍNA.
A transcrição é o processo pelo qual a célula lê um determinado gene, e a partir dele é capaz de produzir diversas cópias de RNA, e 
posteriormente, a partir de uma cópia de RNA, diversas cópias de proteínas. 
O processo de transcrição é muito similar à replicação do DNA, diferindo nos pontos citados acima. A RNA-polimerase é a enzima que 
catalisa a síntese do RNA, sendo responsável por unir os nucleotídeos por ligações fosfodiéster. Uma característica importante da 
transcrição é que a fita de RNA é liberada rapidamente após sua síntese, o que permite que muitas cópias de RNA sejam feitas a partir do 
mesmo gene. A síntese do próximo RNA é geralmente iniciada antes que a primeira cópia de RNA esteja completa. Logo, diversas RNA-
polimerases podem percorrer um mesmo gene, ao mesmo tempo.
DNA ≠ RNA
O açúcar do RNA é uma ribose (ao invés de desoxirribose, como o DNA);○
A base nitrogenada Timina é substituída pela Uracila;○
O RNA se apresenta em uma fita simples, ao invés de dupla-fita. Isso permite que sua cadeia dobre (lembrar de proteínas!), 
podendo assumir funções estruturais e até mesmo catalíticas, diferentemente do DNA que atua apenas como estoque de 
informações.
○
Transcrição ≠ Replicação
A fita de RNA não permanece ligada por pontes de hidrogênio a fita molde de DNA;○
As moléculas de RNA são muito mais curtas que as moléculas de DNA;○
A DNA-polimerase não necessita de iniciadores ("primers") para saber onde deve começar a transcrição, diferentemente da DNA-
polimerase, que necessita da enzima primase para inserir a sequência de ribonucleotídeos que indica onde inicia-se a replicação. 
Isto ocorre porque a transcrição não precisa acontecer de forma tão exata comoa replicação.
○
A RNA-polimerase possuem uma taxa de erro maior que a DNA-polimerase, porém como o RNA não é usado como estoque de 
informação genética, erros nos seus transcritos levam a consequências relativamente desprezíveis.
Embora as RNA-polimerases não sejam tão precisas como as DNA-polimerases, elas possuem um mecanismo de “proofreading”. Se o 
nucleotídio incorreto é adicionado a cadeia em crescimento do RNA, a polimerase pode voltar atrás, e o sítio ativo da enzima pode 
realizar uma reação de extração que mimetiza o reverso da reação de polimerização. Entretanto, a RNA polimerase pode também extrair 
muitas bases corretas como parte do custo pelo aumento da precisão. 
Os genes podem ser expressos sob diferentes taxas, e a célula consegue alterar (ou regular) a expressão gênica de acordo com suas 
necessidades. Na figura abaixo por exemplo, o gene A é expresso com maior eficiência que o gene B, o que fará com que a quantidade de 
proteína A na célula seja muito maior que a de proteína B.
Tipos de RNA
RNA transportador (RNAt) - Importante na tradução do RNA, pois traz os a.a. desejados para o ribossomo e permite a síntese da 
proteína. É composto por uma fita simples de RNA que adquire uma conformação tridimensional, que carrega um a.a. específico para 
cada anti-códon correspondente ao códon do RNAm.
RNA mensageiro (RNAm) - Carrega a sequência de nucleotídeos que codifica a proteína desejada. Seus códons irão interagir com os anti-
códons do RNAt e dessa forma a cadeia polipeptídica será formada.
RNA ribossômico (RNAr)
Principal constituinte da região central do ribossomo e catalisador da síntese proteica.
MicroRNA (miRNA)
Importantes reguladores na expressão gênica.
Outros pequenos RNAs
Usados no splicing do mRNA, na manutenção de telômeros e em
diversos outros processos celulares
Transcrição do DNA
segunda-feira, 2 de julho de 2018 20:16
 Página 1 de Resumo Biocel e Biomol - P2 
diversos outros processos celulares
Expressão Gênica
É o processo pelo qual a informação genética é traduzida em um produto, que desencadeia um efeito em determinado organismo.
Sinais que indicam onde a RNA-polimerase deve iniciar a transcrição
Em procariotos
A RNA-polimerase desliza sobre o DNA, até encontrar uma região promotora, que contém uma sequência nucleotídica específica que 
indica o ponto de inicialização. Então ela se liga fortemente à essa região e abre a dupla-hélice, e realiza o pareamento das bases por 
complementariedade. Ao encontrar o terminador, a RNA-polimerase é liberada e a cadeia de RNA também.
A subunidade da RNA-polimerase chamada fator sigma (σ) é a principal responsável pelo reconhecimento da região promotora. Após a 
síntese de aproximadamente 10 nucleotídeos, o fator sigma é liberado e a transcrição prossegue sem o mesmo.
Quando a RNA-polimerase é liberada na região terminadora (geralmente composta por uma sequência de nucleotídeos que deses, ela se 
associa a um fator sigma livre e estará pronta para iniciar outro processo de transcrição.
As regiões em verde determinam um promotor. A numeração refere-se à posição das sequências nucleotídicas específicas que a bactéria 
é capaz de reconhecer, em relação ao primeiro nucleotídeo que deve ser transcrito. 
Há 3 RNA-polimerases, estruturalmente iguais, onde apenas o que será transcrito é que muda;○
A RNA-polimerase precisa lidar com o DNA altamente compactado em nucleossomos, o que não ocorre em procariotos;○
Genes amplamente dispersos, diferentemente dos procariotos, que os genes se situam próximos uns aos outros;○
Sistema de regulação de transcrição muito mais complexo;○
RNA-polimerase necessita de proteínas acessórias, chamadas de fatores de transcrição, que formam um complexo de iniciação de 
transcrição, diferentemente dos procariotos, que não necessitam desses fatores, apenas do fator sigma. Após a formação desse 
complexo, a RNA-polimerase precisa ser liberta para dar início a transcrição, então sua cauda é fosforilada, o que ajuda na 
dissociação dos fatores de transcrição da RNA-polimerase;
○
Nos procariontes, o DNA está livre no citosol, e assim que a transcrição é feita, os ribossomos capturam esses RNAm e dão início à 
tradução. Nos eucariontes, o DNA está no núcleo, e o RNAm é sintetizado no mesmo. Para que ocorra a síntese proteica, é 
necessário que os RNAm saiam do núcleo pelos poros nucleares. Antes de ser liberado, o RNAm precisa ser processado: nesta fase 
ocorre o capeamento (modificação na extremidade 5' pela adição de uma guanina-metila) e a poliadenilação (adição de várias 
adeninas). Esse processamento do RNA visa garantir maior estabilidade à molécula e facilitar seu transporte pelo poro;
○
Splicing de RNA: é a remoção dos íntrons (sequências não-codificadoras). Apenas os éxons são regiões codificadoras do gene. A 
maioria possui íntrons, mas podem existir genes com poucos íntrons ou nenhum. Sequências situadas nos limites dos íntrons são
reconhecidas por ribonucleoproteínas (proteínas + pequenos RNAs) que fazem a clivagem íntron-éxon e une covalentemente os 
éxons.
○
Em eucariotos
Mas por que realizar Splicing? Não é um gasto desnecessário, visto que os íntrons não são codificadores?
O Splicing é importante pois permite a síntese de diferentes proteínas a partir de um mesmo gene. Isso também torna a recombinação 
genética possível, o que significa que os genes para novas proteínas podem ter evoluído rapidamente.
Como a célula sabe qual RNAm é maduro? Afinal, só estes devem ser transportados para o citosol
A molécula de RNAm deve estar devidamente ligada a um conjunto de proteínasque sinalizam o processamento correto do RNAm. 
Exemplo: proteínas de poli-A, proteínas que indicam o Splicing total.
E após a tradução, o RNAm é degradado?
Sim. O tempo que essa molécula fica no citosol determina a quantidade de proteína que ela irá produzir. São degradadas em nucleotídeos 
por Rnases.
Se um transcrito já sofreu Splicing e ambas as extremidades 5’ e 3’ foram modificadas, esse RNA é uma molécula funcional que pode 
então deixar o núcleo e ser traduzida em proteína.
PROCARIOTOS
Diversos genes são transcritos em um único RNAm, e esse é capaz de 
codificar diferentes proteínas
○
Só há um tipo de RNA-polimerase○
Proteínas adicionais (fator sigma): ajuda na leitura da RNA-polimerase○
Não ocorre splicing nem capeamento, pois a molécula de RNAm já está 
pronta para ser traduzida assim que sintetizada
○
EUCARIOTOS
O RNAm possui informação transcrita a partir de um único gene, 
capaz de codificar uma única proteína
○
Há 3 tipos de RNA-polimerase○
Rna-polimerase 1 e 3: transcrevem genes que codificam RNAt, RNAr e 
miRNA
RNA-polimerase 2: transcreve a maioria dos genes, inclusive aqueles que 
codificam proteínas.
Proteínas adicionais: há várias proteínas adicionais, chamadas de 
fator de transcrição
○
Splicing: só ocorre nos eucariotos, sendo o processo de remoção 
dos íntrons (região não codificadora do RNAm). Só após esse 
processo o RNAm é considerado maduro
○
Reação de capeamento e poliadenilação: mudança das 
extremidades do RNA
○
 Página 2 de Resumo Biocel e Biomol - P2