Biologia Molecular - Slides de Aula Unidade III

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Unidade III 
 
 
 
 
BIOLOGIA MOLECULAR 
 
 
 
 
Profa. Luciana Mantzouranis 
Transcrição 
 A transcrição é o processo pelo qual são sintetizados todos 
os RNAs das células a partir de um molde de DNA. 
RNAs: 
 funcionam como simples fita. 
 essas fitas se dobram sobre si mesmas, com potencial para 
uma diversidade estrutural muito maior do que o DNA. 
 O RNA é, portanto, adequado para uma variedade de funções 
celulares. 
 A célula restringe a expressão da informação genética para 
a formação de produtos gênicos necessários em um dado 
momento. 
Transcrição 
 Os RNAs são classificados de acordo com a localização 
e sua função na célula. 
 RNA mensageiro (mRNA): transfere a informação genética do 
DNA para a síntese de proteínas. Representa cerca de 1 a 5% 
da quantidade total de RNA. 
 RNA transportador (tRNA): é responsável por transportar os 
aminoácidos até o ribossomo. Representa 10 a 15% da 
quantidade total de RNA. 
Transcrição 
 RNA ribossomal (rRNA): é o principal componente do 
ribossomo. Representa cerca de 75% da quantidade 
total de RNA. 
 Pequenos RNAs nucleares (snRNA): faz parte de um sistema 
que processa os RNAs transcritos nas células eucarióticas. 
 MicroRNA (miRNA): possui papel na regulação da quantidade 
de proteínas que são produzidas nas células eucarióticas. 
 RNA de interferência (siRNA): ajuda a proteger a integridade 
do genoma de plantas e animais. 
 Algumas moléculas de RNA possuem função catalítica. 
 Os substratos para as enzimas de RNA são frequentemente 
outras moléculas de RNA. 
Transcrição 
 O RNA é sintetizado por uma RNA polimerase. 
 Requer molde de DNA. Uma das fitas da dupla hélice 
é utilizada como molde. 
 Não requer iniciador. 
 O RNA é sintetizado no sentido 5’→3’. 
 Molde de DNA é lido no sentido 3’ → 5’. 
 A fita de DNA que serviu de molde é chamada de molde 
ou antissenso. 
 A outra fita de DNA tem sequência idêntica a do RNA 
transcrito, exceto por T no lugar de U. Essa fita é chamada 
de fita codificadora ou senso. 
Transcrição 
Fonte: NELSON, D. L.; COX, M, Lehninger. “Princípios de Bioquímica”. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 2002. 
Transcrição 
 A fita do DNA chamada de fita molde pode variar de acordo 
com o gene. 
5’ 
Fita molde do gene B 
Fonte: Livro-texto. 
Transcrição em procariotos 
RNA polimerase: 
 núcleo da enzima (cinco subunidades básicas): duas 
subunidades β, duas subunidades α e uma subunidade ω. 
 Fator sigma. 
 
 
 
 
 
Fonte: Livro-texto. 
Transcrição em procariotos 
 A subunidade sigma é variável e é designada pelo seu 
peso molecular. Exemplo: σ32 – genes de choque térmico. 
 Liga-se transitoriamente ao núcleo básico e direciona 
para sítios específicos do DNA. 
Transcrição 
 RNA polimerases não possuem uma atividade exonucleásica 3’ 
→ 5’. 
 Cerca de um erro é cometido a cada 10 a 10 ribonucleotídeos 
incorporados ao RNA durante a transcrição. 
 Muitas cópias de um RNA são produzidas a partir de um 
único gene. 
 Todos os RNAs são degradados e substituídos. 
4 5 
Transcrição em procariotos 
 As RNA-polimerases desempenham todas as atividades 
necessárias para o processo de transcrição. 
 Reconhecem e ligam-se à sequência específica do DNA. 
 Abrem a dupla fita do DNA. 
 Mantêm as fitas separadas na região onde está ocorrendo 
o processo de transcrição. 
 Mantêm estável o duplex DNA- RNA formado na região 
da transcrição. 
 Fecham a dupla fita após a síntese. 
 Sozinha, ou com o auxílio de uma proteína específica, 
termina o processo de transcrição. 
Transcrição em procariotos 
Início da transcrição: 
 RNA polimerase: liga-se a uma sequência específica 
do DNA – promotor. 
 Em E. coli, a ligação da RNA polimerase ocorre dentro de uma 
região que se estende desde cerca de 70 pares de bases antes 
do sítio de início da transcrição até 30 pares de bases além dele. 
 Por convenção, a primeira base do DNA a ser transcrita 
é chamada de sítio de início e recebe o valor de +1. 
 Sequências localizadas antes do sítio de início recebem 
o número negativo. 
 Sequências localizadas após o sítio de início recebem 
o número positivo. 
Transcrição em procariotos 
 Duas regiões que se destacam na região promotora 
são -10 e -35. 
 
 
 
NELSON, D. L.; COX, M, Lehninger. “Princípios de Bioquímica”. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 2002 
 
 A região -10 recebe o nome de TATA box. 
 Elemento UP – rico em AT – ocorre em promotores de certos 
genes altamente expressos (- 40 e - 60). 
 O elemento UP é ligado pela subunidade α da RNA polimerase. 
Transcrição 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Grande parte da regulação da transcrição é direcionada às 
etapas de ligação da polimerase e de iniciação da transcrição. 
Fonte: NELSON, D. L.; COX, M, Lehninger. “Princípios de Bioquímica”. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 2002. 
Transcrição 
 A ligação de proteínas a sequências tanto próximas quanto 
distantes do promotor pode também afetar os níveis de 
expressão gênica. 
 A ligação de proteínas pode tanto ativar a transcrição, 
facilitando a ligação da RNA polimerase ou etapas posteriores 
no processo de iniciação, quanto reprimir a transcrição, 
bloqueando a atividade da polimerase. 
Interatividade 
Avalie as alternativas sobre a RNA polimerase e a transcrição 
e assinale a alternativa correta. 
a) A RNA polimerase requer um iniciador para fornecer uma 
extremidade 3’ para o início da síntese. 
b) A RNA polimerase faz a síntese do RNA no sentído 3’ → 5’. 
c) A RNA polimerase utiliza como molde uma outra fita de RNA. 
d) A RNA polimerase liga-se a uma sequência específica de 
DNA chamada de promotor para dar início a transcrição. 
e) A RNA polimerase possui atividade exonucleásica 3’ → 5’. 
Transcrição em procariotos 
 Início da transcrição 
Fonte: Livro-texto. 
Transcrição em procariotos 
 Início da transcrição 
Fonte: Livro-texto. 
Transcrição em procariotos 
 Alongamento 
Fonte: Livro-texto. 
Transcrição em procariotos 
 Término 
 Mecanismos de término: independente de rho (intrínseco) 
e dependente de rho (rho-dependente) 
 Terminação independente de rho. 
RNA possui: 
 sequências autocomplementares permitindo a formação 
de uma estrutura em forma de grampo centrada em 15 a 20 
nucleotídeos antes da extremidade da fita do RNA; 
 sequência curta de adenilatos na fita molde, que é transcrito 
em uridilatos na extremidade 3’ do RNA. 
Transcrição em procariotos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A formação da estrutura em grampo no RNA pode romper 
interações importantes entre o RNA e a RNA polimerase 
facilitando a dissociação do transcrito. 
Fonte: NELSON, D. L.; COX, M, Lehninger. “Princípios de Bioquímica”. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 2002. 
Transcrição em procariotos 
 Terminação dependente de rho. 
 O RNA não possui a sequência de adenilatos na fita molde. 
 As vezes o RNA possui uma sequência curta que é transcrita 
para formar um grampo. 
 A proteína rho se liga no RNA em sítios de ligação específicos 
e migra no sentido 5’ → 3’ até alcançar o complexo 
de transcrição. 
 A proteína rho possui atividade de helicase DNA – RNA. 
Transcrição em eucariotos 
 Para a transcrição dos genes eucarióticos existem 3 RNA 
polimerases diferentes. 
 RNA polimerase I – transcreve os genes dos RNAs ribossomais, 
exceto o rRNA 5S. 
 RNA polimerase II – transcreve os RNAs mensageiros e 
pequenos RNAs nucleares. 
 RNA polimerase III – transcreve os RNAs transportadores, 
alguns pequenos RNAs nucleares e o rRNA 5S 
Transcrição em eucariotos 
 Início da transcrição 
 
Fonte: Livro-texto. 
Transcriçãoem eucariotos 
 Complexo pré-iniciação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Após a transcrição ter sido iniciada, os fatores de transcrição 
se separam da enzima RNA polimerase II e essa começa 
a transcrição propriamente dita. 
Fonte: Livro-texto. 
Transcrição em eucariotos 
 Alongamento e processamento: 
 O alongamento ocorre dentro da bolha de transcrição da 
mesma forma que ocorre na transcrição em procariotos. 
 Em células eucarióticas, o RNA recém sintetizado é chamado 
pré-mRNA ou RNA primário. 
 A medida que o RNA é sintetizado, ele sofre modificações, 
tornando-se um mRNA maduro. 
Interatividade 
Qual das alternativas representa uma característica necessária 
para a terminação independente de rho? 
a) Presença de promotor. 
b) Presença de fator de transcrição. 
c) Presença de primers. 
d) Presença de ATP. 
e) Presença de uma sequência curta de adenilatos na fita molde. 
Transcrição em eucariotos 
 Processamento 
 Quando a extremidade 5’ do RNA é sintetizada, uma estrutura 
de revestimento chamada de cap é adicionada nessa 
extremidade. 
 O cap protege o RNA da degradação. 
Transcrição em eucariotos 
 Após o término do processo de transcrição é adicionada 
na posição 3’ do RNA primário uma sequência de 150 a 200 
nucleotídeos de adenina(A), essa sequência é chamada 
de cauda poli A. 
Fonte: Livro-texto. 
Transcrição em eucariotos 
 Splicing 
 Remoção dos íntrons e junção dos éxons 
 A remoção dos íntrons e união dos éxons são catalisadas 
por moléculas de RNA. 
 Os pequenos RNA nucleares e mais de 100 proteínas 
adicionais fazem parte do splicessomo. 
Transcrição em eucariotos 
Fonte: Livro-texto. 
Transcrição em eucariotos 
 Splicing alternativo: 
 Um gene pode codificar várias proteínas, isto ocorre quando 
há diferentes combinações de éxons, produzindo mRNAs 
diferentes e, consequentemente, proteínas diferentes. 
 Em plantas esse processo é raro, mas nos genes humanos, 
mais de 70% dos genes são recompostos de maneira 
alternativa. 
Tradução 
 Código genético; 
 Decifrado em 1966; 
 Tabela que mostra a correspondência entre uma sequência 
de nucleotídeos e a sequência de aminoácidos. 
 É composto por 64 combinações de 3 nucleotídeos (trincas). 
Características do código genético: 
 Todos os aminoácidos são codificados por uma combinação 
de 3 nucleotídeos, chamada de códon. 
 Existem 3 códons específicos que são chamados de códons 
de terminação ou stop codon, UAA, UAG e UGA. 
Tradução 
 Um mesmo aminoácido pode ser definido por mais de um 
códon. Esse códon é chamado de degenerado ou redundante. 
Fonte: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Citologia2/AcNucleico6.php 
Tradução 
 A síntese de proteínas 
ocorre no citosol das 
células. 
 São necessários 
o RNA mensageiro, 
o RNA transportador 
e o ribossomo. 
 RNA transportador. 
Fonte: Livro-texto. 
Tradução 
 Os aminoácidos são ligados ao tRNA por meio de enzimas 
específicas denominadas aminoacil-tRNA sintetases. 
 Há uma enzima específica para cada um dos 20 aminoácidos. 
 ATP + aa → aminoacil - AMP + PPi 
 Aminoacil - AMP + tRNA → aminoacil - tRNA + AMP 
Tradução 
Ribossomos: 
 Dividido em duas 
subunidades, 
subunidade menor 
e subunidade maior. 
 
Fonte: Livro-texto. 
Tradução 
Em E. coli: 
 Subunidade menor – 30S 
 Subunidade maior – 50S 
No ribossomo há 3 sítios: 
 Sítio A – liga-se preferencialmente ao aminoacil-tRNA 
e localiza-se na subunidade 50S. 
 Sítio P – liga-se tanto ao fMet-tRNA como ao peptidil-tRNA 
e localiza-se na subunidade 30S. 
 Sítio E – é o sítio de saída das novas proteínas sintetizadas 
no ribossomo. 
Interatividade 
Qual das alternativas não corresponde a uma característica 
do código genético? 
a) É degenerado. 
b) É uma tabela. 
c) Relaciona o anticódon com o aminoácido. 
d) Mais de um códon pode codificar o mesmo aminoácido. 
e) É valido para humanos. 
Tradução 
 
 Início da tradução. 
Fonte: Livro-texto. 
Tradução 
Fonte: NELSON, D. L.; COX, M, Lehninger. “Princípios de Bioquímica”. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 2002. 
Tradução 
Fonte: NELSON, D. L.; COX, M, Lehninger. “Princípios de Bioquímica”. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 2002. 
Tradução 
Fonte: NELSON, D. L.; COX, M, Lehninger. “Princípios de Bioquímica”. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 2002. 
Tradução 
Fonte: NELSON, D. L.; COX, M, Lehninger. “Princípios de Bioquímica”. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 2002. 
Tradução 
Fonte: NELSON, D. L.; COX, M, Lehninger. “Princípios de Bioquímica”. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 2002. 
Tradução 
Fonte: NELSON, D. L.; COX, M, Lehninger. “Princípios de Bioquímica”. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 2002. 
Tradução 
Fonte: NELSON, D. L.; COX, M, Lehninger. “Princípios de Bioquímica”. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 2002. 
Tradução 
Fonte: NELSON, D. L.; COX, M, Lehninger. “Princípios de Bioquímica”. 3. ed. São Paulo: Sarvier, 2002. 
Controle da expressão gênica – procariotos 
 Operon da lactose 
Fonte: Livro-texto. 
Controle da expressão gênica – procariotos 
Fonte: Livro-texto. 
Controle da expressão gênica – procariotos 
Fonte: Livro-texto. 
Interatividade 
Leias as afirmativas abaixo e classifique como V ou F. 
I. Existe uma molécula de tRNA específico para cada aminoácido. 
Possui uma região chamada de anticódon, um conjunto de três 
nucleotídeos que é complementar ao códon. ( ) 
II. Existe um tRNA específico para o códon stop. Neste caso 
o tRNA liga-se ao aminoácido de parada. ( ) 
III. O rRNA é o responsável pelo transporte de cada aminoácido 
por meio do anticódon localizado na subunidade menor do 
ribossomo. ( ) 
a) V, F, F. 
b) V, V, F. 
c) F, V, V. 
d) V, F, V. 
e) F, F, V. 
ATÉ A PRÓXIMA! 
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	Transcrição em eucariotos
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	Transcrição em eucariotos
	Transcrição em eucariotos
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	Transcrição em eucariotos
	Transcrição em eucariotos
	Transcrição em eucariotos
	Transcrição em eucariotos
	Transcrição em eucariotos
	Tradução
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	Controle da expressão gênica – procariotos
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