RNA: Estrutura e Transcrição

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Transcrição
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RNA 
Cadeia unifilamentar de nucleotídeos 
Molécula flexível. Forma variedade de formas moleculares tridimensionais (pareamento intramolecular de bases) 
Formado por um arcabouço de açúcar fosfato com uma base ligada covalentemente na posição 1’ da ribose 
RNA 
BASE
H
Desoxirribose
 Possui o açúcar ribose (diferente do DNA desoxirribose )
Os ribonucleotídeos serão C G A U
 As ligações açúcar- fosfato serão feitas nas posições 5’ e 3’ do açúcar portanto o RNA terá um extremo 5’ e outro 3’ 
Classes de RNA 
A) RNAs mensageiros: Passam a informação do DNA para a 
 proteína
B) RNAs funcionais: Eles nunca são traduzidos a proteínas
 As principais classes de RNA funcional 
 contribuem para as varias etapas no 
 processamento do DNA em proteínas 
RNA transportador (tRNA)
RNA ribossómico (rRNA) 
 Pequenos RNA nucleares (snRNA)
Procariotas e Eucariotas 
Classes de RNA 
Pequenos RNA nucleares (snRNA): formam parte de um 
 sistema que processa os 
 RNA transcritos em células 
 eucarióticas. 
RNA ribossómico (rRNA): Principais componentes dos 
 ribossomos, que são grandes 
 maquinas macromoleculares que 
 guiam a montagem da cadeia amino-
 ácidos pelo mRNA e tRNA 
RNA transportador (tRNA): São os responsáveis por trazer o aa 
 correto para o mRNA no processo 
 de tradução
Só em Eucariontes 
B) RNAs funcionais: 
DNA
TRANSCRIÇÃO 
Processo pelo qual uma molécula de RNA é sintetizada a partir de um molde de DNA
Durante a transcrição a célula exerce o controle da expressão gênica. 
Os genes não são transcritos indiscriminadamente, pois esse processo é regulado por proteínas. 
TRANSCRIÇÃO- Considerações Gerais 
Sínteses de RNA é chamada de transcrição
DNA esta sendo transcrito em RNA 
O RNA é chamado de transcrito 
Para que a transcição aconteça, primeiro as duplas fitas de DNA devem se separar localmente e um dos filamentos separados atua como molde para a sínteses de RNA.
A transcrição é baseada na complementariedade de base 
Durante a sínteses o crescimento do mRNA é no sentido 5’ 3’ 
Os ribo-nts são sempre adicionados na ponta crescente 3’
TRANSCRIÇÃO- Considerações Gerais 
Portanto o molde de DNA que esta sendo transcrito estará na posição oposta ou seja 3’ 5’ 
5’ DNA
3’ RNA
3’
5’
Seqüência de DNA citadas na literatura, por convenção, seqüência do filamento não molde, esta seqüência será a mesma que a encontrada no RNA (TXU) 
Por isso que o filamento não molde do DNA é chamado de filamento codificante 
Enzima que se une ao DNA, movimentando-se ao longo de ele e colocando ribonucleotideos
Encarregada de desenrolar a dupla hélice de DNA à frente de ela e de reelicoidizar o DNA que já foi transcrito 
A medida que a molécula de RNA aumenta progressivamente aponta 5 ‘do RNA é deslocada do molde e a bolha de transcrição se fecha atrás da RNA polimerase. 
RNA polimerase
Varias RNA polimerases, cada uma sintetizando uma 
molécula de RNA move-se ao longo do gene.
RNA polimerase
Estágios da Transcrição
A seqüência codificante de proteína em um gene é um segmento pequeno de DNA inserido no cromossomo
A maquinaria da transcrição deve ser direcionada para o inicio de um gene de modo de começar a transcrever no local correto continuando ao longo do gene e parando a transcrição no final.
DNA
GENE
Estágios da Transcrição
Iniciação
Alongamento 
Termino 
Procariotos
Eucariotos
Estágios da Transcrição
Inicio em Procariontes
A RNA polimerase se liga a uma seqüência específica de DNA chamada de PROMOTOR que se localiza perto do inicio da seqüência a ser transcrita 
Promotor: Parte importante da região regulatória de um gene 
Estágios da Transcrição- INICIO
Sínteses de um RNA é de 5’ para 3’ 
Convenção: desenhar e chamar a orientação do gene também 
 no sentido 5’ para 3’
A ponta 5’ é desenhada a esquerda e a 3’ a direita 
O promotor deve estar perto da ponta onde começa a transcrição se diz que o promotor esta na ponta 5’ do gene 
Região promotora é chamada também de região regulatória 
Estágios da Transcrição- INICIO
Promotor 
7 seqüências de promotoras de genes ≠ no genoma de E. coli 
Duas regiões, -35 e -10 situadas a 35 pb e 10 pb antecedentes à primeira base transcrita (upstream) 
A RNA polimerase se liga ao DNA nas seqüências consenso, 
desenrola a dupla hélice de DNA e começa a sínteses de uma molécula de RNA. 
A primeira base transcrita será sempre no mesmo local, chamado sitio de iniciação (+1)
A transcrição começa antes do segmento codificante de proteína do gene (ATG)
Portanto um transcrito terá a região 5’ não traduzida (5’UTR)
Complexo multissubunitário composto de quatro subunidades do cerne da enzima duas subunidades α uma β outra β ‘.
Mais uma subunidade chamada de fator sigma (σ) 
Estágios da Transcrição- INICIO
RNA polimerase
RNA polimerase
A subunidade sigma se liga as regioes -10 e -35 posicionando a holoenzima para iniciar corretamente a transacrição no ponto de inicio.
 Esta subunidade também separa os filamentos de DNA ao redor da região -10 
Uma vez que a enzima cerne se liga a transcrição começa e a subunidade sigam se dissocia do resto do complexo. 
RNA polimerase se movimenta pelo DNA, abrindo-o na sua frente e reelicoidizando o DNA que já foi transcrito,
Gera- se uma bolha de transcrição dentro da qual o filamento molde é exposto. Na bolha a polimerase monitora a ligação de um trifosfato de ribonucleosídeo livre com a próxima base exposta no molde de DNA.
Dentro da bolha os últimos 10 nts adicionados formam um hibrido RNA:DNA 
Estágios da Transcrição- Alongamento
A transcrição de um gene é terminada além do segmento codificante da proteína do gene, criando uma região 3’ não traduzida (3’UTR) ao final do transcrito.
O alongamento continua ate que a RNA pol reconhece seqüências especiais de nts que atuam como um sinal de termino da cadeia 
Estágios da Transcrição- Terminação
Mecanismos principais para termino em E. coli são:
		# Intrínseco – Termino direito
		# Dependente de rô- Proteína Rô 
Mecanismo Intrínseco
Após ela colocar vario U (hibrido fraco DNA –RNA). Ao retroceder para estabilizar o hibrido, se encontra com a alça em grampo. Bloqueia a RNA pol fisicamente gerando-se a liberação do RNA da polimerase e assim, a liberação da polimerase do molde de DNA
Estágios da Transcrição- Terminação
Transcrição em Eucariontes
Em eucariontes a transcrição é mais complicada devido a:
Genoma eucariótico maior, mais genes a serem reconhecidos e transcritos. 
DNA não codificante. Introns
 Presença de núcleo nos eucariontes . Processamento do RNA
Presença de Cromatina (algumas estruturas de cromatina podem bloquear o acesso da RNA polimerase ao molde de DNA
Nos genomas de eucariontes multicelulares achar o inicio de um gene pode ser como encontrar uma agulha em um palheiro
Para lidar com essa situação dividiram o trabalho da transcrição em 3 polimerases diferentes 
 i) A RNApol I: transcreve genes de r RNA
 
	ii) A RNA pol II: transcrve genes que codificam proteínas 
 (mRNA) 
	iii) A RNA polIII: transcrve os RNA funcionais 
Montagem de muitas proteínas em um promotor antes que a RNA
pol II possa começar a sintetizar RNA
Inicio da Transcrição em Eucariontes
Os promotores eucariontes são primeiro reconhecidos pelos fatores gerais de transcrição cuja função é atrair o cerne da RNA pol II, a fim de ela ser posicionada para começar a síntese de RNA no ponto de inicio da transcrição
Ao igual que em procariontes o fator sigma reconhece as regiões -10 e -35 no promotor de um gene. Após inicio da transcrição a subunidade sigma se dissocia e a RNA pol II, dentro da bolha de transcrição, que se movimenta ao longo do DNA.
Ao igual que em procariontes os promotores eucarióticos estão situados no lado 5’ do ponto de inicio da transcrição
A seqüência TATA box esta sempre situada a -30 pb do ponto de inicio da transcrição. É local do primeiro evento da transcrição
TBP Proteína de ligação ao TATA box, quando ligada atrai outras enzimas e a RNA pol II para o promotor formando o complexo de pre-iniciação.
Inicio da Transcrição em Eucariontes
Apos a transcrição ter sido iniciada a RNA pol II se disocia da maioria das proteínas para alongar o transcrito primário de RNA . 
Algumas proteínas ficam no promotor para atrair o cerne da RNApol II seguinte. E varias enzimas RNA pol II podem fazer o transcritos de um único gene de uma vez.
Alongamento, termino e processamento do pré- mRNA em Eucariontes
Alongamento dentro da bolha de transcrição 
O RNA transcrito devera sofrer de outros processamentos antes de ser traduzido.(Co-transcricional)
Adição de um cap na ponta 5’ 
Adição de uma cauda 3’ de nts (A) poliadenilação 
Eliminação dos introns
Co-transcricional: O RNA parcialmente sintetizado (nascente) esta sofrendo reações à medida que emerge do complexo RNA polimerase II
Alongamento, termino e processamento do pré- mRNA em Eucariontes
Na ponta 5’ é adicionada uma proteína chamada cap (7-metilguanosina) 
Funções de cap:
Proteger o RNA da degradação 
Necessária para a tradução do mRNA 
O alongamento do RNA continua ate que seja reconhecida a seqüencia conservada AAUAAA ou AUUAAA (sinal de poliadenilação) perto da ponta 3’, uma enzima libera o RNA. Nesta ponta cortada é adicionada uma cauda de poli(A) (150-200nts) 
Processamento 
Remoção dos introns: São removidos do transcrito primário enquanto o RNA esta ainda sendo sintetizado, e após o cap ter sido adicionado, mas antes que o transcrito seja transportado para o citoplasma.
Remoção dos introns e a união dos exons chama-se de recomposição (splicing)
O splicing junta as regiões codificantes , exons assim, o RNA mensageiro agora contem uma seqüencia codificante que é totalmente co-linear com a proteína que ele codifica.
Processamento 
Splicing
Nas junções entre introns e exons dos pre-mRNA existem nts específicos. Eles são conservados já que participam no splicing
 Cada intron será cortado em cada ponta,(GU) na ponta 5’ e AG na ponta 3’. Regra (GU-AG) 
Entre 25 e 45 nts antecedentes á ponta 3’ ha uma A (ponto de ramificação)
Splicing
Estes nts conservados são reconhecidos por ribonucleoproteinas (ribonp)
Uma unidade funcional de splicing é composta de um conjunto de ribonp chamado de splicessomo
O splicessomo catalisa a remoção dos introns por meio de duas etapas consecutivas de splicing