Aula 04 Trancrição

Prévia do material em texto

Prof. Elizangela Leite Vargas 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MATO GROSSO DO SUL 
CURSO: ENGENHARIA AMBIENTAL 
DISCIPLINA: BIOLOGIA GERAL 
 
TRANSCRIÇÃO DO DNA 
1 
2 
TRANSCRIÇÃO DO DNA 
 
 O nome transcrição é dado a síntese de moléculas de RNA 
usando moléculas de DNA como molde. 
 
 
 A síntese ocorre pela união de nucleotídeos A, U, C e G, 
que se alinham seguindo a ordem marcada pelos 
nucleotídeos complementares do DNA. 
 
 O pareamento ocorre pelo estabelecimento de ligações 
transitórias (não covalentes) das bases do DNA com a bases 
do RNA em formação. 
 
 
3 
4 
TRANSCRIÇÃO DO DNA 
 
 A ligação entre os nucleotídeos consecutivos corresponde a 
uma ligação fosfodiéster. 
 
 
 Nessa ligação um grupo fosfato liga ao carbono 5’ da ribose 
de um nucleotídeo ao C3’ da ribose do nucleotídeo seguinte. 
 
 A molécula de RNA é polarizada, com um fosfato na sua 
extremidade 5’ e uma hidroxila na extremidade 3’. 
 
 
5 
Desoxirribose 
2’-Desoxirribose 
-D-2-desoxirribofuranose 
H 
Arranjo antiparalelos dos 
 nucleotídeos 
6 
 Processo bastante variável para atender as 
necessidades fisiológicas da célula; 
 Apenas uma das cadeias do DNA é copiada, a 
que tem a direção 3’ ͢ 5’. Portanto o RNA 
sintetizado a partir da sua extremidade 5’ e 
progride para a extremidade 3’ 
 
 
TRANSCRIÇÃO DO DNA 
TRANSCRIÇÃO DO DNA 
RNA informacional: RNA mensageiro. Sempre é 
codificado em polipeptídeos pela tradução; 
 
 RNA funcional: nunca são traduzidos em 
polipeptídeos e sua ação é puramente no nível 
de RNA. Ex: tRNA, rRNA, e outros pequenos 
RNA's; 
 
7 
8 
Os ribonucleotídeos se agregam um por vez, o 
que não torna necessária a separação das duas 
cadeias do DNA em toda sua extensão. 
 Ocorre a separação de um segmento de DNA 
com cerca de 10 pares de nucleotídeos, o que 
forma uma “bolha”, que se desloca a medida 
que os nucleotídeos são lidos. 
 
 
TRANSCRIÇÃO DO DNA 
9 
A fita molde de 
DNA não é copiada 
por completo  
apenas uma porção 
desta fita é copiada 
Fitas molde e codificadora 
 INÍCIO 
Reconhecimento de sequências específicas no 
DNA 
 
ALONGAMENTO 
Incorporação dos ribonucleotídeos 
 
TERMINAÇÃO 
Sequências no DNA são reconhecidas e a síntese é 
interrompida (UAA; UAG; UGA) 
 
TRANSCRIÇÃO DO DNA 
11 
ETAPAS DA TRANSCRIÇÃO 
 
 Os monômeros com os quais as moléculas de RNA são 
montadas estão presentes no nucleoplasma como 
ribonucleotídeos trifosfatos – ATP, UTP, CTP e GTP. 
 
 O DNA apresenta sequências específicas, denominadas 
PROMOTORES, que sinalizam exatamente onde a 
síntese do RNA deve ser iniciada; 
 
 Os promotores são, primeiramente, reconhecidos por 
fatores de transcrição que, ligados ao DNA, interagem 
com outros fatores, formando um complexo ao qual a 
RNA polimerase se associa; 
 
 A RNA polimerase forma uma “bolha” – separação das 
duas cadeias de DNA e deixa exposto o 1º nucleotídeo 
que vai ser lido. 
12 
13 
ETAPAS DA TRANSCRIÇÃO 
 
 Ocorre a incorporação de 2 primeiros ribonucleotídeos e 
a formação da ligação fosfodiéster, pela RNA polimerase 
e origina um dinucleotídeo; 
 
 O alongamento progressivo do RNA é conduzido pela 
mesma RNA polimerase, que desliza sobre o DNA na 
direção 5’ ͢ 3’ e faz a bolha avançar ; 
 
 A transcrição é concluída quando a RNA polimerase 
alcança a sequência de término, situada na extremidade 
3’ do gene; 
 
 A enzima é liberada e também o RNA é liberado – 
transcrito primário. 
 
 
14 
15 
UNIDADE TRANSCRICIONAL 
16 
17 
TRANSCRIÇÃO OBSERVADA EM MICROSCÓPIO ELETRÔNICO 
ATIVIDADES DA RNA POLIMERASE 
1. Reconhecem e ligam-se em sequências específicas 
do DNA; 
2. Desnaturam o DNA na altura dos nucleotídeos que 
serão transcritos; 
3. Mantém as fitas de DNA separadas na região de 
síntese; 
4. Estabiliza o híbrido DNA:RNA na síntese; 
5. Renatura o DNA imediatamente após a síntese; 
6. Termina a síntese sozinha, ou com ajuda de 
proteínas. 
 18 
 
 
RNA polimerase I – localizada no nucléolo e 
responsável pela síntese do RNA ribossômico; 
 
RNA polimerase II – localizada no nucleoplasma e 
responsável pela síntese do RNA mensageiro; 
 
RNA polimerase III – também localizada no 
nucleoplasma e responsável pela síntese do RNA 
transportador. 
 
TIPOS DE RNA POLIMERASE 
19 
E onde fica o RNA? 
Nos eucariontes é sintetizado no núcleo e depois vai para o 
citoplasma. 
Mas procarionte não tem 
núcleo... 
Por isso se diz que sua 
transcrição é acoplada 
com a tradução 
20 
Fonte: JUNQUEIRA e CARNEIRO, 2000 
21 
Transcrição em procariotos 
22 
 Em procariontes, logo após o RNA ser liberado da 
bolha de transcrição, os ribossomos se ligam e iniciam 
a tradução; 
 
ATIVIDADES PÓS-TRANSCRICIONAIS 
23 
 Em eucariontes, os RNAs sintetizados no núcleo 
durante o processo de transcrição são chamados de 
transcritos primários; 
 
Na maioria das vezes, esses transcritos não 
representam a molécula madura, ou seja, aquela cuja 
sequência e estrutura correspondem à forma final do 
RNA funcional (mRNA); 
 
 Esses transcritos necessitam sofrer modificações que 
fazem parte do processamento do RNA. 
 
ATIVIDADES PÓS-TRANSCRICIONAIS 
24 
25 
Síntese de RNA ribossômico 
 
 O início da síntese do RNAr inicia pela polimerase I 
associada a outro fator específico. 
 
 A trancrição de cada uma das cópias do RNAr termina 
quando a PI alcança a sequência de terminação. 
 
 
 
 Os genes que codificam os RNAt são ativados pela 
polimerase III e outros fatores específicos. 
 
 
 
Síntese de RNA transportador 
26 
Especificidades... 
Subunidade Sigma -- σ 
A subunidade sigma da RNA 
polimerase é fundamental para o 
reconhecimento específico da região 
promotora. Ela, juntamente ao cerne 
da enzima, desliza ao longo do DNA à 
procura do promotor, não precisando 
desenrolar a dupla hélice. 
INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO - PROMOTORES 
 O DNA apresenta sequências específicas, denominadas 
PROMOTORES, que sinalizam exatamente onde a síntese do 
RNA deve ser iniciada; 
 
 São sequências de 100 a 200 nucleotídeos próximos ao sítio 
de início da transcrição; 
 
 Os promotores são, primeiramente, reconhecidos por fatores 
de transcrição que, ligados ao DNA, interagem com outros 
fatores, formando um complexo ao qual a RNA polimerase se 
associa; 
 
 A RNA polimerase liga-se frouxamente à dupla fita de DNA e 
reconhece o promotor. 
No promotor, 2 sequências são altamente 
conservadas: a -10 pb (TATAAT) e a -35 pb 
(TTGACA), as quais separam-se por, 
aproximadamente 17 nucleotídeos; 
 
O primeiro nucleotídeo a ser transcrito é 
geralmente uma purina – A ou G; 
 
A região -10 recebe o nome de TATAbox; 
 
INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO - PROMOTORES 
30 
31 
INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO 
A holoenzima RNA polimerase liga-se 
especificamente nas regiões -10 e -35 em uma 
das faces da dupla fita (fita molde). Essa ligação 
ocorre na cavidade maior do DNA, onde as 
bases estão acessíveis a proteínas. 
 
33 
34 
35 
36 
37 
38 
PROCESSAMENTO DO RNA 
 
 Os RNAs são processados no núcleo. 
 
 Modificações pós-transcricionais: processamento de RNA 
 
 Conjunto de modificações que ocorre nos transcritos 
primários até serem convertidos em RNA funcionais. 
 
 No processamento do RNA ocorre remoção dos segmentos 
não funcionais. 
 
 RNAm de procariontes não sofrem alteração. RNAm de 
eucariontes sofrem grandes modificações. 
 
 
mRNA Proteínapré-mRNA mRNA 
DNA 
tradução transcrição 
processamento 
PROCESSAMENTO DO RNA 
39 
40 
PROCESSAMENTO DO RNAm 
 
 Remoção dos íntrons. 
 
Adição de duas estruturas: cap e poli A. 
 
 Cap (extremidade 5’) e poli (extremidade 3’). 
 
 As adeninas são metiladas. 
 
 
 
 
Após o início da transcrição da molécula de mRNA é 
adicionado um resíduo de guanina à sua 
extremidade 5’; 
 Este resíduo chamado “cap” sofre, então, metilação 
(adição do radical metil – CH3) no N7 da guanina, 
resultando na formação de uma 7-metilguanosina – 
NUCLEOTÍDEO METILADO; 
 O “cap” protege a extremidade 5’ da ação de 
exonucleases e, também, é utilizado para 
reconhecimento, pelo ribossomo, do sítio de início 
do processo de síntese proteica. 
 
CAP 5’ 
CAP 5’ 
42 
Recebe o nome de poliadenização a adição de 
adenina na extremidade 3’ do RNAm. 
A maioria dos mRNAs possui uma sequência de 
resíduos de adenina na sua extremidade 3’ que é 
chamada de cauda poliA (aproximadamente 250 A) 
e é adicionada à molécula após a transcrição pela 
enzima poli A polimerase; 
 
CAUDA POLI A 
43 
Funções: 
 
Facilitar transporte e tradução 
Estabilizar a molécula 
 
Quando ocorre: 
Após terminação 
 
CAUDA POLI A 
44 
CAUDA POLI A 
45 
CAP 5’ 
CAUDA 3’ 
46 
REMOÇÃO DE ÍNTRONS E JUNÇÃO DOS ÉXONS 
 
Mediado pela RNPpn (proteínas) e RNApn (nucleares 
pequenos). 
Ocorre a combinação com o transcrito primário que 
será processado – complexo molecular denominado 
“spliceossomo” (splicing). 
 
 Remove os íntrons; 
 Impede afastamento dos éxons; 
 Une os éxons. 
 
PROCESSAMENTO DO RNAm 
Sítio de PoliA Promotor Região Codificadora 
hnRNA 
AAAAAAAAAA 
mRNA 
AAAAAAAAAA 
Exon 
Intron 
D
N
A
 
R
N
A
 
CAP 
CAP 
47 
48 
 A maioria dos RNAm de organismos superiores ( na 
maioria mamíferos) possuem o nitrogênio 6 da adenina 
metilado. 
Metilação apenas nos exons, provavelmente para 
proteger as regiões os segmentos funcionais do transcrito 
primário. 
 
 
METILAÇÃO DA ADENINA 
49 
PROCESSAMENTO ALTERNATIVO DOS TRANSCRITOS PRIMÁRIOS 
Um transcrito primário pode ser processado de diferentes 
maneiras, sendo que, o que é íntron para um mRNA pode 
ser éxon para outro; 
 
 Casos de cortes e colagens alternativos são poucos 
frequentes, apesar disso um transcrito primário pode ser 
cortado e colado de diferentes maneiras, produzindo 
RNAm distintos e consequentemente, duas ou mais 
classes de proteínas ; 
 
 Essa possibilidade de processamento diferencial em 
relação à retirada dos íntrons, chamamos de splicing 
alternativo. 
 
50 
PROCESSAMENTO DOS OUTROS RNAs 
O processamento do RNAr ocorre no nucléolo, ocorrendo 
a remoção das sequências espaçadoras. Ocorre a 
formação das subunidades proteicas – RNAr se complexa 
com várias proteínas; 
 
 O processamento do RNAt inclui a remoção de um íntron 
e modificações dos nucleotídeos. Alguns nucleotídeos não 
são usuais e com isso não podem parear, o que gera uma 
estrutura tridimensional singular deste tipo de RNA. 
 
 
51 
52 
1. Defina regiões promotoras e terminadoras de 
transcrição. 
2. Quais as funções da RNA polimerase na transcrição? 
3. Descreva o processo de compactação da mólecula de 
DNA. 
4. Quais são os principais mecanismos de processamento 
do RNAm? 
 
 
 
 
Para responder! 
53 
Questões 
• Descreva sucintamente as etapas da transcrição. 
• No processo de transcrição vemos uma fita dupla de DNA originando o 
que? As duas fitas do DNA participam do processo? 
• Em que consiste o processamento do RNA? Para que ele ocorre? 
• Quais são os três tipos de RNA que podem ser transcritos? Qual o papel 
de cada um deles? Onde são produzidos e para onde vão? 
• Compare o processo de transcrição em procariontes e eucariontes. 
• Relacione os componentes do núcleo e suas respectivas funções. 
• Quais são os níveis de condensação do genoma? Como ocorre esse 
processo? 
• Descreva a organização estrutural da molécula de DNA, sua 
complementaridade e os tipos de ligações que estabilizam a molécula. 
• Qual a classificação da cromatina e em que se baseia? 
• Descreva a estrutura dos cromossomos e relacione com a fase de 
divisão celular. 
• Enumere as particularidades estruturais dos tipos de RNA mensageiro, 
evidenciando as diferenças com a molécula DNA. 
• Defina gene e explique sua constituição.