Transcrição e processamento

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RNA: transcrição e 
processamento
Profa Marilene Santos
Instituto de biologia
Departamento de Genética
Disciplina: Genética molecular
Relembrar e não esquecer!
Perguntas
• Como a informação contida no DNA é transferida?
• Como a estrutura do DNA e do RNA diferem?
• Como o processamento do RNA ocorre?
Primeiras evidências
A informação não é transferida diretamente do DNA para a proteína
• O DNA no núcleo e a proteína no citoplasma
Primeiros experimentos 
• Elliot Volkin e Lawrence Astrchan (1975)
• E. coli infectada pelo fago T2 – intensa síntese de RNA
* RNA é renovado rapidamente
• Experimento de pulso-caça 
• Bactérias infectadas possuem uracil radioativo – pulso
• Remove-se o marcado e põe um não marcado – caça
• Degrada-se – indicando que o RNA tem um tempo curto de vida
• Em eucariontes
• Células pulsadas com uracil radioativo
• Transferidas para um meio não marcado
• Após o pulso a maioria da marcação está no núcleo
• Após a caça – no citoplasma
Propriedades do RNA
• DNA e RNA = ácidos nucléicos. Entretanto, o RNA
• Cadeia unifilamentar, portanto, mais flexível – podendo se dobrar –
pareamento intramolecular
• Açúcar Ribose 1
• Os nucleotídeos são chamados de ribonucleotídeos
• Adenina, Guanina, Citosina e Uracil.
1
• Uracil faz pareamento com a Adenina
Ainda, U pode parear com G – APENAS DURANTE O DOBRAMENTO DO 
RNA!
• RNA catalisa reações - ribozima
Propriedades do RNA
Classes de 
RNA
mRNA
Funcional
tRNA
rRNA
• RNA mensageiro (mRNA) – codifica a informação para a síntese da 
cadeia polipeptídica, são intermediários
• RNA funcionais – não codifica – é o produto funcional
• tRNA –levam o aminoácido para mRNA durante a tradução
• rRNA – moléculas componentes do ribossomo
Classes de RNA
• Ainda sobre RNA funcionais, porém específicos dos eucariontes.
• Pequenos RNA nucleares (snRNA) - fazem parte de um sistema que 
processam os RNA transcritos
• Spliceossomo que remove íntrons do mRNA eucarióticos
• MicroRNA (miRNA) – regulação da quantidade de proteínas 
produzidas por muitos genes
• RNA de interferência (siRNA) – inibem a produção de vírus e 
impedem a dispersão de elementos de transposição
Classes de RNA
Transcrição
• O DNA é transcrito em RNA - sendo assim, o RNA é chamado de 
transcrito
• Sequência do RNA é complementar à sequência de bases de um 
segmento de DNA
Como a informação do DNA é transferida para 
o RNA?
• Pareamento complementar de bases
• Em resumo:
• Filamentos da dupla hélice do DNA se 
separam
• Um dos filamentos atua como molde 
• Síntese do mRNA (os ribonucleotídeos
formam pares A – T (DNA); G – C (DNA), e 
U – A (DNA)
Importante
• Ambos os filamento do DNA são usados como molde
• Mas, em qualquer gene, apenas um filamento é usado e, nesse gene, é 
sempre o mesmo filamento.
• A transcrição sempre ocorre no sentido 5’ para 3’
• RNA polimerase 
• Posiciona ribonucleotídeos em oposição a sua base complementar
• Liga-se ao DNA e move-se ao longo dele unindo os ribonucleotídeos
alinhados
• Desenrola o DNA a frente e reenrola o que já foi transcrito 
• A ponta 5’ é deslocada do molde e a bolha de transcrição se fecha atrás da 
polimerase
• Várias RNA polimerases movem-se ao longo da molécula
Como a informação do DNA é transferida para 
o RNA?
• A sequência do RNA deve ser a mesma do DNA não molde – exceto 
que a timina é substituída pela uracil
• Filamento codificante – filamento não-molde
Estágios da transcrição
1. Iniciação -
2. Alongamento e
3. Término
Similares em eucariontes e procariontes
Transcrição em Procariontes
Iniciação
• RNA polimerase se liga a um promotor = sitio antecedente
• Está situado antes do sítio de iniciação
• Sitio iniciador – primeira base a ser transcrita
• Sítio posterior situado após a região de transcrição
• A primeira base do DNA a ser transcrita é numerada +1
• Bases antes do sítio de inicio – indicadas por um sinal negativo (-)
• Posteriores – sinal positivo (+)
• Regiões -35 e -10 (situadas a 35 e 10 pares de bases antes da 
transcrita) – (TTGACAT e TATAAT) - sequência consenso
• Região codificante - ATG
• Sequência entre o sítio de iniciação e +1 (ATG) - região não-traduzida 
5’ (5’ UTR)
Transcrição em Procariontes
Transcrição em Procariontes
• Holoenzima RNA polimerase liga-se ao sitio de iniciação, desenrola o 
DNA e começa a síntese
• Cinco unidades: 
• 2 subunidades α – ajudam a montar a enzima
• β – ativa na catálise – sítio de ligação de trifosfato de ribonucleosídeo
• β‘ – região de ligação ao DNA 
• ω – atua na montagem da enzima
•  - liga-se as regiões -10 e -35, separar os filamentos 
de DNA na região -10.
Transcrição em Procariontes
Três etapas principais da iniciação
• Ligação da RNA pol. A um região promotora
• Deselicoidização localizada
• Formação de ligações fosfodiéster entre os primeiros 
ribonucleotídeos.
Alongamento
• RNA polimerase se move – desenrolando e enrolando a fita de DNA
• Região unifilamentar – bolha de transcrição 
Transcrição em Procariontes
Término
• Região 3’ UTR (não-traduzida) após a região codante
• RNA polimerase é liberada e libera o RNA em síntese ao encontrar 
essa sequência
• Mecanismos de término em E. coli
• Intrínsecos ou independentes de Rô
• Dependentes de rô
Transcrição em Procariontes
• Intrínseco - término direto – trecho rico de CG (pareiam formando 
alça em grampo) seguido por fileira de A
• RNA polimerase retrocede encontra a alça – esse bloqueio gera a liberação do 
transcrito
• Rô - proteína chamada fator rô que reconhece os sinais de término –
sequência rica em C e pobre em G (40 a 40 nucleotídeos) e rut –
ligação de rô a rut.
Transcrição em Procariontes
Transcrição em eucariontes
• Similar a dos procariontes
Um pouquinho mais complexa por alguns motivos:
• Muitos mais genes e muito mais DNA não codificante
• 1 gene por 1400 pb – E. coli
• 1 gene por 100.000 pb
• Etapa inicial um pouco mais trabalhosa!
• Presença de núcleo – RNA deve ser modificado antes de deixar o 
núcleo
Três polimerases diferentes
• RNA polimerase I transcreve os genes de rRNA
• RNA polimerase II – todos os genes codificantes de proteínas
(mRNA) e alguns snRNA
• RNA polimerase III – pequenos RNA funcionais (tRNA, snRNA e 5S 
rRNA)
Transcrição em eucariontes
Início
• GTF (fatores de transcrição) reconhecem as sequências promotoras
• Atrair a RNA pol. II e posicioná-la no sitio correto
• GTF + RNA pol. II = complexo de pré-iniciação (PIC)
• Qual é a sequência promotora em eucariontes?
• TATA boxe - -30pb do ponto de início de transcrição
• Ligação da proteína de ligação a TATA (TBP) 
primeiro evento da transcrição
Transcrição em eucariontes
• TBP ligada a TATA – atrai os outros GTF e a RNA pol II – complexo de 
pré-iniciação
• RNA pol II se dissocia e continua a síntese
• GTF permanece para atrair mais RNA pol. II
Detalhadamente:
• A fase de iniciação e de alongamento começa quando a CTD (domínio 
de cauda de carboxila) ter sido fosforilada por um GTF
Transcrição em eucariontes
Início - Detalhadamente
TFIID – primeiro fator a
interagir com o promotor –
contém a proteína de ligação a
TATA - TBP
TFIIA e TFIIB – junta-se ao 
complexo em formação
TFIIF associa-se a RNA 
pol.II e junta-se ao 
complexo
TFIIE – liga-se ao DNA 
posterior
TFIIH e TFIIJ também juntam-
se ao PIC
Transcrição em eucariontes
Como a RNA pol. II transcreve o DNA acondicionado em 
nucleossomos?
• A RNA pol. II move-se através dos nucleossomos
• FACT – Facilitador de transcrição da cromatina
• Remove H2A e H2B
• Fact eoutras proteínas redepositam os dímeros 
Alongamento e término
• Ocorre dentro da bolha de transcrição similar aos procariontes
• Eucariontes ocorre o processamento
• 1. adição de um revestimento (cap) 5’
• 2. recomposição para eliminar íntrons
• 3. poliadenilação (adição cauda adenina 3’)
Transcrição em eucariontes
O processamento ocorre durante a síntese do RNA, isto é, o 
processamento é Co-transcricional
Processamento das pontas 5’ e 3’
• RNA nascente emerge - adicionada a 
ponta 5’ um revestimento
• 7-metilguanosina
• Função- proteger o RNA
Transcrição em eucariontes
• O alongamento continua...
• Até que seja reconhecida a sequência 
AAUAAA ou AUUAAA perto da ponta 3’ 
(sinal de poliadenilição)
• Uma proteína corta o RNA 20 pb depois! 
• Adiciona a cauda poli (A) – 150 a 200 
adeninas
• Recomposição (splicing) – remoção dos íntrons e união dos éxons
• Recomposição alternativa – diferentes mRNA são produzidos pelo 
mesmo transcrito primário
• Processo raro em plantas, mais de 70% do genes humanos são 
recompostos alternativamente
• Junções regiões conservadas porque participam da recomposição
• Íntron – GU na ponta 5’ e AG na ponta 3’
Pequenos RNAs nucleares (snRNA) (U1, U2,U4,U5 
e U6) e mais de 100 proteínas fazem parte do 
spliceossomo.
• I etapa – liga uma ponta de um íntron a uma 
adenina interna – estrutura em forma de laço
• II etapa – libera o laço e junta os dois éxons
adjacentes
Recomposição alternativa