Resumo/Processamento de RNA

Prévia do material em texto

PROCESSAMENTO DE RNA  
6 de setembro de 2019. Imagens utilizadas Pierce 3ªed & Cox , escrito por Maria Milena.  
 
REVISÃO 
Gene: fator herdado que determina característica.           
Nele haverá nucleotídeos que especificam aminoácidos           
para uma proteína. Por mais que exista tecnicamente               
uma relação colinear entre a sequência de DNA e de                   
aminoácidos dessa ptna (relação descoberta por           
Francis Crick em 1958), em organismos eucarióticos há               
muito mais DNA que o necessário na codificação de                 
ptnas e costumeiramente são encontradas no núcleo             
eucariótico RNAs não encontrados no citoplasma           
mostrando que existe alguma mudança nessas           
estruturas antes de serem exportadas.  
 
EXONS x INTRONS 
Genes eucarióticos geralmente possuem exons,         
regiões codificantes (que são unidos formando o RNA               
maduro) e íntrons, regiões não codificantes (que são               
removidos após a transcrição por recomposição).  
Os íntrons no geral são considerados raros em               
procariotos enquanto em eucariotos seu tamanho e             
número parece estar relacionado a complexidade do             
organismo. O tamanho dos íntrons é variável mas               
tendem a ser maiores e mais numerosos que os éxons                   
e no geral o íntron não codifica ptna (a sequência que                     
é intron em uma espécie dificilmente será éxon em                 
outra).  
Existem tipos diferentes de íntrons. Os do ​grupo I                 
são encontrados em alguns tRNA que podem catalisar               
sua própria remoção. Os do ​grupo II estão em alguns                   
genes codificantes de ptnas mitocondriais,         
cloroplastos e algumas eubactérias, sendo também           
autoprocessados porém com um mecanismo diferente           
dos do grupo I. Os ​íntrons nucleares pré-mRNA               
possuem um processo de recomposição semelhante           
aos do grupo II porém não são autoprocessados               
(precisam de snRNA e ptnas). Os ​íntrons de RNA                 
transportador encontrados em genes de tRNA usam             
um método enzimático na recomposição.  
Por mais que existam diversos outros tipos de               
íntrons é importante que saibamos que a             
recomposição de todos os íntrons pré mRNA ocorrem               
no núcleo, e a ordem dos éxons do DNA geralmente é                     
mantida no RNA. 
 
 
O mRNA: ESTRUTURA E PROCESSAMENTO 
O mRNA, molde pra síntese de novas ptnas, é                 
responsável por levar as informações DNA >             
 
 
 
ribososmo. Enquanto em eucariotos há primeiro a             
transcrição de um pré-mRNA (e um processamento             
secundário), nas céls bacterianas transcrição e           
tradução ocorrem simultâneamente.  
No mRNA maduro cada códon origina um             
animinoácido na ptna. mRNAS eucario e procario             
possuem 3 regiões: reg 5’ não traduzida (​leader​, não                 
codifica ptna; em procarios possui uma região             
consenso chamada Shine Delgarno que serve como             
sítio de ligação para o ribossomo na tradução), região                 
codificante (possuidora do que codificará a ptna) e a                 
região 3’ não traduzida ( trailer, também não               
traduzida).  
 
 
ADIÇÃO DO CAP 5’ 
O pré-mRNA sofre algumas modificações antes de             
seu amadurecimento completo. Uma delas é a adição               
do cap 5’, um nucleotídeo extra com uma metilação                 
em sua base e no grupo 2’OH do açúcar dos                   
nucleotídeos da ponta 5’.  
Essa adição ocorre logo após o início da               
transcrição e o cap funciona principalmente na             
promoção da tradução, na estabilidade da fita de RNA,                 
influi na remoção dos íntrons e regula a exportação do                   
mRNA para fora do núcleo..  
A principal enzima sintetizadora da do cap 5’ é a                   
guanilil-transferase que interage com o CTD da RNA               
pol II. Como a RNA pol I e a RNA pol III não possuem                           
essa enzima associada, moléculas como rRNA, tRNA e               
alguns snRNAs (que não transcritos por essas             
polimerases) não recebem cap​.  
 
 
 
O cap 5’ é resultado da condensação de uma                 
moléc de GTP com o trifosfato. A guanina é metilada e                     
grupamentos metila se ligam às hidroxilas na posição               
2’ próximas.  
 
ADIÇÃO DA CAUDA POLI(A) 
A cauda poli(A) é uma sequência de 80 a 250                   
nucleotídeos de adenina na ponta 3’ do RNA. São                 
adicionados pós-transcrição num processo chamado         
poliadenilação. Os genes transcritos pela RNA pol II               
tem sua clivagem cerca de 11-30 nucleotídeos após a                 
sequência consenso assim após esse material extra na               
ponta 3’ é adicionado a cauda poli(A).  
A cauda poli(A) confere estabilidade a fita de mRNA                 
(a variar com base nas ptnas que se ligam a cauda)                     
agindo contra enzimas de degradação, além de             
facilitar a ligação de ribossomos ao mRNA (aumenta a                 
eficácia da tradução) e colabora no processamento do               
último. 
 
 
 
No processo de adição a RNA pol II prolonga a fita                     
até além do sítio onde a cauda precisará ser add. O                     
transcrito é clivado no sítio de adição poli(A) por um                   
complexo enzimático associado a CTD da pol II. O sítio                   
é marcado com a sequência 5’-AAUAAA a montante e                 
uma rica em G e U a jusante do sítio. Logo após da                         
clivagem resta um sítio 3’OH que tem a cauda poli (A)                     
é add pela PAP+PAPB (PAP sintetiza a cauda e PAPB                   
protege de degradação).   
Vale lembrar que a cauda poli(A) não existe em                 
tRNA e rRNA e que para ser produzida são                 
necessários fatores de poliadenilação, PAP, PABP etc.  
 
RECOMPOSIÇÃO DO RNA 
Outra modificação importante no mRNA é a             
recomposição, retirada de íntrons da molécula           
enquanto ainda no núcleo. Para que ocorra são               
necessárias uma ponta de corte 5’, uma ponta de                 
corte 3’ e um ponto de ramificação em cada íntron.                   
Enquanto os sítios de corte 5’ e 3’ possuem                 
geralmente sequências específicas marcando sua         
presença (a maioria dos íntrons começa com GU e                 
termina com AG) o ponto de ramificação é um                 
nucleotídeo adenina cerca de 18-40 nucleotídeos           
distante do ponto de corte 3’, sua inexistência               
inviabiliza a recomposição.  
Esse processo ocorre dentro do spliceossomo, um             
complexo molecular de 5 snRNAs e mais de 300                 
proteínas. Para explicar o processo de recomposição             
vamos usar como modelo de mRNA ao lado.  
O primeiro passo da recomposição é o corte na                 
ponta 5’ do intron permitindo a liberação do éxon 1. A                     
ponta 5’ do intron liga-se ao ponto de ramificação (a                   
guanina do sítio 5’ liga-se a adenina do ponto de                   
ramificação numa transesterificação) e um corte no             
sítio 3’ do intron faz com que ele seja desligado da fita                       
como um laço em direção a degradação por enzimas                 
nucleares
 
A ponta 3’ do éxon 1 então liga-se a 5’ do éxon 2 e                           
todo esse processo, que ocorre dentro do             
spliceossomo, repete-se atéa retirada de todos os               
íntrons sinalizados.  
Vale salientar que as etapas catalíticas da             
recomposição ocorrem por meio dos snRNAs (U1, U2,               
U4, U5 e U6) que fazem parte da estrutura do próprio                     
spliceossomo. Por meio de estudos mais           
aprofundados sobre a recomposição do DNA pode ser               
descoberto que a remoção dos íntrons ocorre no               
núcleo na mesma área em que ocorre a transcrição                 
podendo sugerir que esses eventos estão acoplados.   
 
Íntrons auto removíveis 
Além dos íntrons que sofrem recomposição           
comum, existem ainda os que conseguem por si só se                   
retirar da fita de RNA. Os de grupo I são encontrados                     
em alguns rRNA de protistas, genes mitocondriais de               
fungos e bacteriófagos. Os tamanhos variam mas no               
geral necessita de um nucleotídeo de guanina como               
cofator para fazer as duas transesterificações. A reg               
destinada a recomposição se dobra em 9 alças e                 
 
 
hastes para excisão. Já no grupo II estão em alguns                   
genes mitocondriais e também dobra-se em uma             
estrutura com alças (Imagens exemplificando na           
próxima página). 
 
Vias alternativas de processamento 
Um único pré-mRNA pode ser processado de             
diferentes maneiras resultando então na produção de             
diferentes proteína a partir da mesma sequência de               
DNA. Os tipos de vias alternativas podem ser               
separadas em 1. recomposição alternativa: mesmo           
RNA recomposto de diferentes maneiras; 2.           
processamento alternativo com múltiplos sítios de           
clivagem em que existem dois ou mais sítios de                 
clivagem para a poliadenilação. Essas vias alternativas             
são muito provavelmente as responsáveis por conferir             
maior complexidade à seres anatomicamente simples,           
além de colaborar conferindo diversidade proteica à             
vertebrados.   
 
 
 
 
EDIÇÃO DO RNA 
Na edição do DNA a sequência codificante é               
alterada pós transcrição fazendo com que se             
diferencie da codificada pelo gene. Mecanismos           
orquestrados pelo chamado gRNA podem colaborar           
nessas modificações (após o mRNA estar ancorado no               
RNA guia ele sofre clivagem e novas sequências são                 
adicionadas ou deletadas conforme o molde fornecido             
pelo gRNA para que no fim as pontas do mRNA que foi                       
separado sejam unidas novamente) . 
Outra maneira do RNA ser editado é pela               
adenosina desaminase atuante do RNA (ADAR) que             
 
 
catalisa a modificação da adenosina a inosina             
desaminando o C6 do anel de adenina podendo               
modificar o produto proteico.