Transcrição e Tradução

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Transcrição: O processo por meio do qual a ordem de bases é passada do DNA para o RNA.
 A transcrição é realizada por um complexo enzimático cuja enzima chave é a RNA polimerase, composta de várias subunidades e que realiza a polimerização do RA a partir de um molde de RNA.
 Em procariotos existe apenas um tipo de RNA polimerase enquanto nos eucariontes existem três.
 RNA polimerase I: Genes do RNAr (transcreve RNA ribossomal).
RNA polimerase II: todos os genes que codificam proteínas (todos os mRna), além dos genes que codificam genes. 
RNA polimerase III: transcreve os RNAt.
 Existem cinco tipos de bases nitrogenadas: Adenina, timina, citosina, uracila e guanina. Já em aminoácidos, existem 20 tipos. (05m05s).
 A sequência de bases é transcrita do DNA para o RNA. Parte de uma dupla fita de DNA para uma fita única de RNA que vai ser exatamente igual (a sequência dela) a uma das fitas de DNA.
A DNA polimerase precisa de: a extremidade 3` (hidroxila livre), nucleotídeo trifosfato livre e um molde de DNA. A RNA polimerase não precisa de uma extremidade 3` livre. Copia em apenas uma direção que nem a DNA polimerase e também precisa de um nucleotídeo trifosfato e um molde de DNA.
Semelhança com a Replicação: A transcrição também ocorre no sentido 5`---3`. Faz o pareamento dos nucleotídeos com o molde de RNA.
A energia de ligação dos nucleotídeos também estão na quebra do trifosfato na ribose, libera-se o pirofosfato e esse se liga a hidroxila na extremidade 3` ocorrendo a ligação fosfodiéster. O que muda é que a ribose está sendo utilizada e não a desoxirribose. Pareia a adenina com a uracila.
Diferenças de DNA e RNA: 
DNA: desoxirribose, a direção de pareamento é de 5` para 3`, a adenina pareia com a timina e forma fita dupla.
RNA: ribose, a direção de pareamento é de 5` para 3`, a adenina pareia com a uracila e forma fita simples (geralmente).
O início da replicação do DNA é a extremidade 3` livre.
Ao contrário da replicação, a transcrição envolve certos trechos de DNA denominados genes, e ocorre durante a vida normal da célula (não apenas de duplicação celular).
Células que conseguem sobreviver sem transcrição: Eritrócitos (não possuem núcleo). 
Genes são regiões do DNA que serão transcritos que vão passar de DNA e RNA, alguns vão ser muitos transcritos e outros poucos transcritos através da regulação gênica, gerando assim as proteínas. “Se a célula precisa muito da proteína, ela vai transcrever muito daquele gene”.
É o primeiro passo para a expressão gênica, que significa a transformação do que é “informação (DNA) para o que é uma característica do organismo”. “Expressão gênica, algumas expressam, outras não”. O DNA é igual, mas quando transcreve não. Determina a função da célula.
Expressão gênica: é a transformação de informação que é de DNA para o que é uma característica do organismo. Há 20.000 genes, células da pele vão expressar um determinado número de genes, células do neurônio vão expressar outro número de genes. As células do corpo não expressam os mesmos genes, têm genes que serão mais expressos em algumas células e outros genes que serão menos expressos em algumas células, isso varia de acordo com o tipo celular. Ex: os neurônios não precisam expressar tantos genes da queratina quanto da pele. Todas as células possuem os 20.000 genes.
A transcrição ocorre em três etapas: a iniciação, alongamento e o término.
Iniciação da transcrição: Enzimas específicas (no caso a RNA polimerase) desfazem a dupla hélice do DNA. Este processo ocorre apenas no gene que deverá ser transcrito (não acontecem em todas as regiões do DNA). 
No meio do DNA, há regiões em que a RNA polimerase reconhece, se encaixa (assim desfaz a dupla hélice do DNA) e aonde os genes iniciam. Essas regiões são chamadas de promotoras. O DNA só vai ser transcrito se tiver essas regiões.
A síntese de RNA começa em regiões do DNA chamadas de promotores (sequências específicas reconhecidas pela RNA polimerase).
Na iniciação da transcrição então, ocorre o reconhecimento da região promotora pela RNA polimerase. Uma vez que a polimerase reconheça o promotor, ele vai desfazer o despareamento do DNA ou o chamado “derretimento”. É preciso desfazer o pareamento do DNA (a dupla hélice) para a RNA polimerase realizar um novo pareamento com novos nucleotídeos (transcrição, colocando dois novos nucleotídeos ocorrendo o alongamento do DNA). São essas regiões que controlam a expressão gênica.
O primer é de RNA porque para iniciar a replicação porque não precisa de uma extremidade 3`.
Promotores: em procariotos, duas dessas regiões estão presentes a cerca de 10 e 35 pares de bases acima do ponto de início da transcrição.
São elas: 5` TATATT 3´ e 5` TTGACA 3` (duas regiões antes da transcrição, essas não se ligam a RNA polimerase).
Nos eucariotos a principal região promotora é a TATA BOX.
Ligam-se a RNA polimerase.
A transcrição pela polimerase vai começar pelo “Startpoint”. O primeiro nucleotídeo a ser transcrito é na posição +1. “Se contar para trás é tudo negativo”, então a 10 nucleotídeos para trás tem-se uma região e a 35 nucleotídeos para trás tem-se outra região.
TATA BOX: TATA (timina, adenina, timina, adenina)
Como que a RNA polimerase sabe onde tem que transcrever? Por essas duas regiões promotoras, 10 nucleotídeos para trás começa a transcrever e a 35 nucleotídeos para trás começa a transcrever de novo.
O DNA é codificado, estão nessas sequências de nucleotídeos (promotoras). 
Fatores de transcrições gerais: culmina o recrutamento da RNA polimerase: fatores que regulam a transcrição. São proteínas.
.Proteína ligadora de TATA (TBP). 
.Fator de ligação II (D,B,E,F,H). 
.Início da transcrição.
A TBP (proteína ligadora de TATA) se liga a região promotora aonde tem a sequência TATA. Ela se liga com um fator de transcrição II. O TBP se liga ao DNA junto com a proteína TF2D e isso sinaliza, ativa uma via de sinalização, mais proteínas vão se ligar nesse complexo TATA. Ligado ao complexo TATA, a TF2B atrai um complexo proteico (E, F, H) ligada junto com a RNA polimerase.
Resumo: O TATA é reconhecido pela TBP, recruta a proteína TF2B. Formado esse complexo, muitas proteínas vão se ligando como a TF2D, TF2E, TF2F, TF2H junto com a polimerase. Tudo isso se liga ao promotor.
A região promotora atrai complexos fatores de transcrições gerais que vão culminar com o recrutamento da RNA polimerase, então são os promotores que definem o início da transcrição por causa desse recrutamento. Quem regula isso são os fatores de transcrição.
Uma vez a RNA polimerase ligada, ela começa a transcrever o DNA. Isso dá uma direção para a maquinaria. Ex: uma vez que a TATA BOX estivesse invertida, a direção seria essa.
Uma vez que a transcrição é iniciada, ela pode ser estendida entrando numa fase de alongamento do RNA.
Alongamento da transcrição: quando toda a sequência de DNA está sendo transcrita.
A RNA polimerase atua em apenas uma das fitas de DNA.
A fita utilizada é sempre a mesma e denominada fita codificante ou ativa.
A RNA polimerase encaixa ribonucleotídeos, produzindo uma única fita de RNA, complementar a fita de DNA que serve de molde.
A outra fita não vai ser copiada. A RNA polimerase faz a polimerização de ribonucleotídeos.
Dependendo da direção que a RNA polimerase que está indo, ela vai copiar uma fita ou a outra, gerando resultados diferentes de uma das outras. Se a fita utilizar a fita de baixo como molde vai gerar um resultado, se utilizar a fita de cima vai gerar outro resultado. A direção para onde está a RNA polimerase vai determinar a sequência de RNA no final. 
A direção para a transcrição é a 5` para 3` só que o molde vai ser antiparalelo, invertido.
5`---------------3`
3`--------------5`
O genoma depende da direção que a RNA polimerase sintetiza.
Importância da direção da transcrição?
Híbrido DNA-RNA: mistura de DNA e RNA (metade DNA ligados entre si RNA).
Quando pelo menos dois ribonucleotídeos são colocados, a RNA polimerase estabelece uma ligação entre eles: a molécula de RNA foi iniciada.À medida que o RNA vai sendo sintetizado, o DNA é despareado a sua frente.
Pareamento: Adenina com uracila no caso do RNA. Quando pelo menos dois ribonucleotídeos são colocados, a RNA polimerase faz uma ligação entre eles e a molécula de RNA é iniciada (iniciação), passa por alongamento a fita. À medida que o RNA é sintetizado, o DNA vai sendo despareado, assim que ele deixa a RNA polimerase é repareado. E o RNA de fita simples vai saindo da RNA polimerase.
Término da transcrição: 
O RNA recém-formado vai se desligando do DNA que lhe servia de molde.
Quando chega ao final do gene (há uma sequência que o indica) a RNA polimerase se desprende do DNA e a molécula de RNA é liberada.
A molécula de DNA é pareada e se fecha.
Processo inteiro: há uma região promotora, a cadeia de DNA vai ser transcrita e no final do gene tem uma sequência de término de transcrição. A sequência de nucleotídeos assim como a região promotora sinaliza a RNA polimerase a parar de transcrever. A RNA polimerase inicia a transcrição nas regiões promotoras (ocorrendo o início da transcrição ou iniciação) que é feito pelo reconhecimento dos fatores de transcrições gerais na região promotora, há a adição de dois nucleotídeos. Uma vez que ocorra a iniciação, posteriormente irá ocorrer o alongamento, assim o DNA vai ser todo transcrito. A dupla fita de DNA é despareada quando dentro da RNA polimerase, quando a RNA polimerase passa, a fita é pareada. E o RNA vai sair da RNA polimerase indo para um sítio específico. Quando ela chega à região do término da transcrição, a RNA polimerase se solta do gene e solta também a cadeia de RNA completo então o RNA foi transcrito.
Tipos de RNA: 
Existem vários tipos de RNA e cada um tem uma função diferente. Eles localizam-se tanto no núcleo quanto no citoplasma. São formados por uma só cadeia simples de nucleotídeos com ribose e uracila (no lugar da timina). Há três tipos principais de RNA:
RNAm, RNAt, RNAr.
Outra organela que pode transcrever RNA: mitocôndria.
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RNA mensageiro: 
Determina a posição dos aminoácidos nas proteínas através da sequência de bases de sua molécula. (Leva a mensagem do DNA para as proteínas).
É o único que será traduzido (gerará proteínas). 
Existe tanto no núcleo (onde é sintetizado assim como todos os outros RNA´s) quanto no citoplasma, onde se associa aos ribossomos para a síntese de proteínas.
É formado sempre que for necessário e depois de exercer sua função é degradado em nucleotídeos que podem ser reciclados. O RNAm não é eterno.
O RNAm é o RNA que vai ser traduzido para produzir uma proteína.
Cada conjunto de três bases do RNAm é chamado de códon e cada códon codifica apenas um determinado aminoácido.
Todos os RNA´s têm início, alongamento e término, só que o RNA mensageiro pode ser capeado, recebe um CAP em eucariotos.
Um códon = 1 aminoácido.
Um aminoácido = 1 códon ou mais diferentes.
O código genético é degenerado.
Modificação do RNAm:
Em eucariotos, o RNAm recebe uma modificação em seu início (terminal 5`) chamado de CAP.
CAP é um nucleotídeo de Guanina modificado (é metilado) invertido no RNA.
O Capeamento serve para conferir Estabilidade para o RNAm (é menos degradado) e sinaliza o início do RNAm para a maquinaria de tradução em eucariotos.
Em eucariotos tem o RNAm, a maquinaria de tradução se liga a esse CAP e começa a traduzir somente uma proteína desse RNAm. Cada RNAm codifica apenas para uma proteína porque a tradução se inicia próximo do CAP. Em procariotos, o mesmo DNA pode traduzir diversas proteínas diferentes porque não tem o CAP e tem vários inícios de tradução.
O RNAm tem o CAP e a Cauda Poli-A (adenina) nos eucariotos. Quando acaba a transcrição, tem uma maquinaria que vai colocar várias adeninas (150 a200 cópias) no final do RNA, conferindo estabilidade a esse, fazendo com que ele dure mais tempo na célula. Quanto maior a cauda, maior a estabilidade do RNA. Capeamento Poli Adenilação. 
RNAr: 
É o que ocorre em maior quantidade.
É encontrado no nucléolo, onde é produzido e no citoplasma, associado a diversas proteínas, formando os ribossomos.
Nos ribossomos ocorrerá a síntese proteica.
Os ribossomos (RNAr + proteínas) são os sítios de tradução.
RNAm, ribossomo e o RNAt são os três elementos básicos para a tradução proteica.
A maquinaria do ribossomo depende do RNAr.
A porção enzimática do Ribossomo é formada pelo RNA ribossomal (ribozima). RNA ribossomal é uma ribozima (tem uma função enzimática na tradução). O RNAr é produzido no nucléolo, vai para o citoplasma e é associado a proteínas. No citoplasma, o ribossomo faz a tradução.
O ribossomo é montado dentro do núcleo e depois vai para o citoplasma, então o ribossomo vai se associar ao RNA mensageiro para traduzir uma proteína.
Para traduzir uma proteína é necessário pelo menos de: RNAm (molde), ribossomo (maquinaria) e o RNAt (adaptador).
RNA transportador: 
É o que ocorre em menor quantidade.
Capaz de se combinar de modo reversível, com certos aminoácidos que serão transportados por eles para formar as proteínas. 
Sintetizado no núcleo e passa imediatamente para o citoplasma. A função dele é no citoplasma porque está associado à produção de proteínas.
A fita de RNA consegue fazer pareamento. Esse pareamento dá uma estrutura secundária para o RNA.
Cada RNA t é capaz de reconhecer um determinado AA e um determinado códon no RNAm. 
Duas porções fundamentais para a tradução: anticódon (5`) (pareia com o códon) e um aminoácido (3`) (sintetizado para produzir proteína).
Funcionam como adaptadores: existe pelo menos um RNA t para cada aminoácido.
O RNAt faz a decodificação do RNAm, de um lado ele se liga ao RNAm e do outro lado se liga a proteína. A estrutura no meio dela faz interação com o ribossomo.
Exemplo: tem dois códons: UGG, GUA. Tem um RNAt que carrega o Triptofano. Os anticódons são ACC e CAU. O anticódon vai se ligar ao códon e vai ficar A=U, C=G,C=G, o RNAt vai entregar o Triptofano para a proteína. O GUA vai se ligar com o anticódon CAU levando o aminoácido valina que vai se ligar com o triptofano.
Cada um desses códons vai ser reconhecido por um RNAm que possui um anticódon e um aminoácido que ele carrega, quem faz essa ligação do RNAt com o RNAm é o ribossomo.
Splicing: processamento do RNA primário para RNA mensageiro.
Ocorre somente em células eucariotas.
O gene (a parte do DNA que vai ser transcrita) é dividido em íntrons e éxons.
A sequência de DNA que não serão expressas (não vão aparecer no produto final) é chamada de íntrons.
O gene inteiro é transcrito em um RNAm precursor.
No processamento os íntrons são retirados e os éxons são unidos para formar o RNAm maduro que será traduzido no citoplasma.
Em bactéria, tem um gene inteiro que vai ser transcrito e traduzido, já nos eucariotos têm os éxons e os íons. Os íntrons não vão gerar proteínas porque vão ser spliceados.
Somente nos éxons que vão gerar proteínas. O gene é transcrito para um RNA primário, existe uma maquinaria chamada de spliciossomo que reconhece as regiões entre o éxon e o íntron e entre o íntron e o éxon. Se liga entre essas regiões, forma uma alça, corta o RNA nessas duas porções e o rejunta eliminando o íntron. Forma assim um Laço de RNA e liberam um RNAm. Os éxons sobrevivem ao Splicing. 
O Splicing dá uma grande capacidade de codificar diversas proteínas em um só gene. Pode ocorrer o Splicing Alternativo porque aumenta a quantidade de funções codificadas no mesmo gene sendo um processo regulado. Dá uma grande complexidade, pois o mesmo gene pode gerar diversas proteínas.
Resumão: O DNA pode ser replicado, alguns pedaços podem ser transcritos em um pré-RNAm e depois ele vai ser processado por Splicing para gerar um RNAm. O RNAm vai deixar o núcleo pelos poros nucleares. Ao mesmo tempo estão sendo transcritos no núcleo RNAr e RNAt que vão deixar o núcleo pelos poros nucleares. No citoplasma, o RNAm vai se ligar a unidades ribossomais que vãoutilizar o RNAt para traduzir a proteína.
Tradução (RNA – proteínas):
A tradução permite que a mensagem cotida no RNAm seja decodificada e utilizada para a produzir uma proteína.
As proteínas são constituídas por aminoácidos unidos por ligações peptídicas. Seres vivos: 20 tipos de aminoácidos.
O problema da codificação: como uma sequência linear de nucleotídeos (RNA) com quatro letras é traduzida em uma proteína com 20 diferentes AA.
Código Genético: corresponde ao dicionário que a célula utiliza para traduzir a linguagem genética em linguagem proteica.
Três nucleotídeos (sempre) diferentes vão gerar 64 aminoácidos diferentes: 4 x 4 x 4 = 64.
“O mesmo aminoácido pode ser codificado por mais de um códon diferente”.
Três nucleotídeos codificam um códon.
Códon possui a mensagem genética para a síntese de um aminoácido.
O código é degenerado: com uma sequência de aminoácido não se consegue determinar a sequência de RNAm original. Um aminoácido ser codificado por mais de um códon. Exemplo: a glicina é codificada por quatro códons. (TABELA DE CÓDONS).
AUG- iniciação / UAA, UGA, UAG – término.
Características do código genético:
Universalidade do código genético = códons tem o mesmo significado na maioria dos seres vivos.
Degenerado (redundante) = códons diferentes podem codificar o mesmo AA.
Não ambiguidade = cada códon codifica apenas um aminoácido.
Códon de iniciação= o códon AUG tem dupla função, codifica a metionina e inicia a leitura do código.
Códon de terminação= os códons UAA, UAG e UGA terminam a síntese da proteína e não codificam nenhum AA.
Qual códon é o primeiro é importante para determinar qual é a fase de leitura do RNAm pela RNA polimerase.
Fases de leitura:
Cada sequência de RNAm possui três fases de leitura. Quem determina qual é a correta é o códon de iniciação (AUG) codificando para metionina.
Eucarioto: primeiro AUG após o CAP.
Procarioto: primeiro AUG após sequências específicas.
Maquinaria para a tradução: ribossomo, RNAm e RNAt.
RNA t:
Funciona como intérprete (adaptador) entre a “linguagem” do RNAm e das proteínas.
É capaz de se ligar a um aminoácido (extremidade 3`) e reconhecer um códon (através do seu anticódon).
Montagem do RNAt:
RNAt específico para cada aminoácido. Aminoacil T-RNA sintase faz isso. 
Reconhece tanto o aminoácido quanto o anticódon. Tem vinte Aminoacil T-RNA sintases. Faz a ligação do aminoácido com o T-RNA ao custo de ATP, depois o T-RNA vai levar o aminoácido ao códon correspondente. A energia vai ser utilizada para a síntese proteica através da ligação peptídica. Aminoacil T-RNA é igual a RNAt + aminoácido. A enzima se chama Aminoacil T-RNA sintetase.
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