24-Transcrição

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Metabolismo do RNA
Novembro
2014
Universidade Federal do Ceará
Centro de Ciências
Introdução a Bioquímica
Daniele de Oliveira Bezerra Sousa
Transcrição
Visão geral
RNA possui:
 Um grupo hidroxil na posição 2’ da aldopentose;
 Possui uracil no lugar da timina;
 A grande maioria é de fita simples – Maior versatilidade de funções
- Função no armazenamento e transmissão da informação e na catálise
Um sistema enzimático converte a informação genética presente em um segmento de fita dupla de DNA em uma fita de RNA, com uma sequência de bases complementar a uma das fitas de DNA.
Transcrição
RNAm – Codifica a sequência de aa de um ou mais polipeptídeos especificados por um gene ou por um conjunto de genes.
RNAt – Lê a informação do RNAm e transporta o aa apropriado para uma cadeia polipeptídica que está sendo sintetizada.
RNAr – É constituinte estrutural dos ribossomos. 
Transcrição
Envolve apenas segmentos limitados do DNA – Restrição da expressão da informação genética
Componentes do processo transcricional (molde, RNA polimerase, ribonucleosídeos 5’-trifosfato)
Somatório de todas as moléculas envolvidas - TRANSCRIPTOMA 
A transcrição não necessita de um iniciador
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Transcrição
Semelhanças com a replicação
Direção da síntese
Uso de uma fita molde
Transcriçao é um evento mais seletivo
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Transcrição
 Etapas gerais da transcrição
 Iniciação  formação do complexo transcricional e iniciação
 Alongamento
 Terminação
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RNA polimerase
 Requer um molde de DNA e os ribonucleosídeos-trifosfatos;
 Requer íons Mg+2 ou Zn+2;
 Não requer iniciador 
A transcrição é iniciada quando há interação com promotores
A transcrição pela RNA-polimerase
Não requer um iniciador
A transcrição pela RNA-polimerase
Uracila ao invés de Timina
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A transcrição pela RNA-polimerase
Bolha de transcrição (17 pb)
Topoisomerases
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Transcrição
-Fita não–molde (fita codificante) – Fita complementar à fita molde. Será idêntica ao RNA sintetizado, com U ao invés de T
Fita molde – Servirá de molde
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Transcrição
-Fita não–molde (fita codificante) – Pode estar presente em qualquer uma das fitas de uma dado cromossomo.
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RNA-Polimerase de E. coli
Fator  (sigma) - Subunidade que se liga ao núcleo enzimático e direciona a enzima para locais específicos no DNA 
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Promotores
Local específico onde as RNA-polimerases se ligam para que seja iniciada a transcrição;
Dirigem a transcrição dos segmentos adjacentes de DNA (genes);
Em E. coli: regiões -70 e +30 do local de início da transcrição.
Outras regiões em E. coli: regiões -10 e -35
Determina o ponto onde deve ser iniciada a transcrição mas ele próprio não é transcrito.
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Iniciação da transcrição
Diferentes promotores;
Similaridade de sequencia
Todos reconhecidos por RNA-polimerase ligada a 
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Iniciação da transcrição
Elemento UP (upstream promotor) – Ocorre entre as sequencias -40 e -60 dos promotores de alguns genes.
 Aumentam a taxa de transcrição.
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RNA-Polimerase de E. coli
Bactérias – Uma única polimerase
Não possuem um sítio ativo separado para edição 3´ 5´()
Possibilidade de erros aumentada (1 a cada 104 ou 105)
Muitas moléculas de RNA são produzidos a partir de um mesmo gene. Após a tradução esse RNA será destruído. Caso haja erros de transcrição não haverá tantos danos à célula.
Ela própria faz o papel de deselicoidizar e reelicoidizar e o DNA.
40 nucleotídeos /s
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Iniciação
Ligação
Formação do complexo fechado
Formação do complexo aberto
Iniciação
Início da transcrição em +1
Liberação do fator sigma 
Liberação do promotor (mudança conformacional)
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Alongamento
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Terminação
Evento não esclarecido em eucariotos
Em E. coli:
Sinais independentes de  (proteína rô)
Formação de grampo
Presença de três pares AU na extremidade 3´do grampo
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Terminação
Sinais dependentes de  (rô)
Formação de grampo
Presença de sequencia CA que promove a associação da proteína rô ao RNA e consequente liberação do transcrito (gasto de ATP).
Rô deselicoidiza o híbrido DNA-RNA liberando p
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RNA-polimerases de eucariotos 
RNA polimerase I – Responsável pela síntese do RNA pré-ribossomal (pré-RNAr) que são precursores dos RNA ribossomais (18S, 5,8S e 28S)
	Os promotores para a síntese dessa polimerase possuem sequencia bastante diversificada entre as espécies.
RNA polimerase II – Responsável pela síntese do RNA mensageiro e de outros RNAs especializados.
RNA polimerase III – Responsável pela síntese do RNAt, RNAr 5S e outros RNAs especializados pequenos.
	
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Iniciação da transcrição em eucariotos
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Iniciação em eucariotos
Fatores de transcrição
1 - Ligação da TBP (Protein binding TATA box) pela TFIIB
2 – Ligação de vários fatores de transcrição (estabilização, ligação da RNA-polimerase II e formação do complexo fechado – TFIIE e TFIIH)
3 – Formação do complexo aberto (TFIIH helicase) 
4 – Fosforilação da polimerase II (TFIIH) fosforila em vários lugares a PolII. 
5 – Início da inserção de ribonucleotídeos, desligamento do promotor e alongamento
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Alongamento em eucariotos
Fatores de transcrição
Inserção dos ribonucleotídeos (fatores de elongação)
Término em eucariotos
RNA-polimerase continua sintetizando RNA além da sequencia necessária para produzir RNAm. A ponta desse RNA é quebrada liberando o RNAm.
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Inibidores da Transcrição
Actinomicina D (Euc e Proc)  Inserção entre C  G  deformidade do DNA, prevenindo o movimento da RNA polimerase (fase de alongamento)
Rifampicina (Proc)  Inibe a síntese de RNA bacteriano ligando-se à subunidade  da RNA polimerase  bloqueia o início da transcrição
Amanitina do cogumelo Amanita phalloides → Bloqueio da Pol II e Pol III em células animais.
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Processamento do RNA
Após sua síntese o RNA é processado. Isso acontece tanto em procariotos quanto em eucariotos.
RIBOZIMAS  Moléculas de RNAs que atuam como enzimas nessas reações de processamento.
Processo mais evidente em RNAm de eucariotos e em RNAt de eucariotos e procariotos.
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Processamento do RNA em eucariotos
Splicing
Adição do capacete 5´
Adição da cauda poliA
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Processamento do RNA em eucariotos
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Capacete 5´
Resíduo de 7-metilguanosina ligado ao resíduo 5´terminal do RNAm 
Funções:
Proteger o RNAm de ribonucleases
Ligar-se ao complexo de proteínas ligadoras de capacete a fim de participar da ligação do RNAm ao ribossomo para iniciar a tradução.
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Complexo de síntese do capacete
Complexo de ligação do capacete
OBS: Todos os complexos ligados à região carboxiterminal da RNA-polimerase II
Capacete 5´
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1 – Alongamento do RNA além do sítio onde a cauda poli(A) será adicionada
2 – Há uma sequencia sinalizadora de clivagem (AAUAAA) que é envolvida por um complexo enzimático (endonucleases e poliadenilato polimerase e outras)
3 – O RNA é clivado num local situado 10 a 30 nucleotídeos da sequencia AAUAAA
4 – A adelinato-polimerase sintetiza a cauda poli(A) (80 a 250 A) além do sítio de clivagem.
Cauda poli(A)
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Síntese de DNA dependente de RNA
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Transcrição reversa
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Regulação e início da transcrição
Empacotamento viral
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