Material_de_Apoio_-_Captulo_3_-_Transcrio

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Material de apoio para a Disciplina: 
Genética Animal (IB461) 
Jennifer Guerra Ferreira¹, Bruno Cardoso Pimenta¹ e Marina Mortati Dias Barbero² 
¹discente de graduação em medicina veterinária da UFFRJ e monitor da disciplina 
²docente da UFRRJ 
 
TRANSCRIÇÃO 
A transcrição consiste no início da transferência das informações do contida no gene para a 
proteína, criando um mediador entre o DNA (núcleo) e a proteína (citoplasma) chamado de RNA 
mensageiro. Esse processo utiliza os genes do DNA como molde para criação de uma fita de RNA 
complementar a essa sequência específica de DNA. 
Esse RNA mensageiro tem como função informar ao RNA transportador a sequência específica 
de aminoácidos que serão incorporados para a formação da proteína referente ao gene transcrito. Isso 
é importante para que a informação do gene se expresse na proteína correta e assim desencadear o 
correto fenótipo. A fita criada pelo processo de transcrição tem particularidades decorrentes do 
processo (Figura 1), são elas: 
a) Ser complementar a fita de DNA usada como molde, e consequentemente, ser idêntica a fita 
de DNA não molde (exceto pela substituição da Timina pela Uracila) 
b) Ocorre no sentido 5’ 3' 
 
Figura 1: Particularidades da transcrição 
 
Fonte: Khan Academy 
 
A RNA polimerase é a enzima responsável por se ligar ao DNA molde e formar o RNA 
complementar. Essa enzima é uma proteína com 5 subunidades, que são: 
 Alfa (α) - São 2 subunidades alfa que juntas ajudam a montar o cerne da holoenzima; 
 Beta (β) - Parte ativa na catálise; 
 Beta' (β') - Responsável por liga-se ao DNA; e 
 Ômega (ω) - Responsável na montagem da enzima e na regulação da expressão gênica 
 
Existe ainda o fator Sigma (σ), este não constitui a RNA polimerase, mas se liga a ela para que 
haja o reconhecimento da região promotora e também desempenha a função de separar as fitas de DNA 
para que o cerne da enzima possa fazer uma forte ligação com o DNA molde e iniciar a transcrição. 
Por isso, só permanece ligado à enzima durante a fase de iniciação. 
A transcrição é dividida em 3 estágios (Iniciação, Alongamento e Terminação da cadeia). 
 
TRANSCRIÇÃO EM PROCARIOTOS 
1. Iniciação 
A RNA polimerase, com auxílio do fato sigma, liga-se à região promotora (região -10pb e -
35pb, que antecede o sítio de iniciador). Cada posição da região promotora tem funções específicas, a 
posição -35pb, é a sequência de reconhecimento, e a posição -10pb facilita o desenrolamento das fitas 
de DNA por ser rica em Adenina e Timina. Com isso, há a formação de transcrição. É importante 
dizer que a bolha de transcrição está localizada dentro da RNA polimerase. Ao desenrolar a fita de 
DNA para a formação da bolha de transcrição ocorre um superenrolamento da fita DNA a frente da 
bolha, então há a ação da enzima topoisomerase. Essa enzima tem a função de aliviar esse 
superenrolamento, e com isso, evitar que haja o rompimento da dupla fita de DNA. 
A holoenzima (DNA+RNA polimerase+RNA) é considera estável depois que a “andou” 10pb 
e saiu da região promotora. Ao sair da região promotora o fator sigma se solta da RNA polimerase. 
Isso é considerado uma transição do processo de iniciação para o alongamento. 
 
2. Alongamento 
A fase de alongamento tem como objetivo a incorporação dos ribonucleotídeos com base no 
DNA molde. Para isso, a RNA polimerase desenrola o DNA à sua frente e reenrola o DNA já transcrito, 
fazendo assim a manutenção da bolha de transcrição. A cadeia de RNA nascente é deslocada do 
filamento-molde de DNA à medida que a RNA polimerase avança ao longo da molécula de DNA, 
permanecendo de 8 a 9pb ligados entre DNA/RNA. 
A fase de alongamento continua até um sinal de término que pode ser de dois tipos: Rho-
dependente ou Rho-independente, levando à última etapa da transcrição, que é a terminação e a 
finalização do processo de transcrição. 
 
3. Terminação 
Como dito anteriormente, existem dois tipos de terminação: Rho-dependente e Rho-
independente, vamos agora descrevê-las: 
A terminação do tipo Rho-independente utiliza a própria fita de RNA e uma sequência rica em 
Guanina-Citosina para interromper a transcrição. Uma vez transcrita essa sequência rica em Guanina-
Citosina, as bases Guanina e Citosina da própria fita tendem a se atrair e se ligam, formando assim um 
grampo, o qual gera a parada da RNA polimerase. A RNA polímera para em uma região rica em A e 
T. Como a ligação entre essas bases nitrogenadas é mais fraca, ocorre a liberação da fita de RNA e a 
transcrição é finalizada. 
Rho-dependente precisa de uma proteína chamada de fator Rho (por isso "dependente"). O 
RNA possui uma região de ligação para essa proteína localizada na extremidade 5' do RNA mensageiro 
nascente. Ao se ligar ao RNA mensageiro nascente, a proteína sobe em direção à extremidade 3', na 
qual se encontra com a RNA polimerase. No RNA mensageiro nascente também existe uma região 
complementar que irá formar um grampo. A formação do grampo causa uma parada na RNA 
polimerase, o que permite que o fator Rho alcançá-la e através da sua atividade helicase para desenrolar 
o pareamento DNA/RNA, causando assim, a liberação do transcrito. 
 
Figura 2: a) Representação da terminação do tipo Rho-dependente. b) Representação da terminação do 
tipo Rho-independente. 
a) 
 
b) 
 
Fonte: Docplayer 
Como nos procariotos não há núcleo separando o DNA do citoplasma, conforme o RNA 
mensageiro nasce, os ribossomos já se ligam para a formação da proteína, no processo chamado 
tradução. 
 
TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS 
Existem semelhanças entre a transcrição de eucariotos e procariotos, porém há uma maior 
complexidade no processo dos eucariotos, promovendo uma melhor regulação desse processo. 
Dentre essas diferenças devemos lembrar que processo de transcrição nos eucariotos ocorre 
dentro do núcleo celular. Existem fatores de transcrição que auxiliam e regulam o início do processo 
e a RNA polimerase é mais complexidade, possuindo mais subunidade. O RNA mensageiro formado 
pela transcrição não é utilizado diretamente para tradução e sim passa por modificações chamado 
splincing, e então é chamado de RNA mensageiro maduro e pode ser transportado para o citoplasma 
para que então ocorra a tradução. 
Nos animais, são conhecidos três tipos de RNA polimerase e cada uma tem uma função: 
1) RNA polimerase I tem como função a transcrição do RNA ribossomal 
2) RNA polimerase II tem como função a transcrição do RNA mensageiro 
3) RNA polimerase III tem como função a transcrição do RNA transportador e dos pequenos RNAs 
 
1. Iniciação 
Para que a RNA polimerase II possa dar início à transcrição, ela precisa se ligar à fita de DNA 
na região promotora e começar a fase que chamamos de Iniciação. Nos eucariotos, a região promotora 
é composta por: -25pb (TATA box), -80pb (CAAT box) e -100pb GC box. Para que haja a ligação 
entra a RNA polimera II e a região promotora é necessário o auxílio de proteínas que regulam a 
transcrição dos genes, chamadas de fatores de transcrição (TFIIX). 
O primeiro fator de transcrição a se ligar à região promotora (TATA box) é o fator TFIID, que 
se liga à sequência específica do TATA box com sua subunidade TBP, desencadeando a reação de 
ligação entre o fator TFIIA ao TFIID. Após isso, o TFIIB se liga ao complexo. Depois, o fator TFIIF 
ligado a RNA polimerase liga-se faz o mesmo, levando assim a enzima à região promotora e, por final, 
o fator TFIIE se acopla ao complexo, finalizando os fatores de transcrição. 
 
 
 
 
 
Figura 3: Fatores de transcrição e RNA polimerase 
 
Fonte:Docplayer 
 
2. Alongamento 
Após o início do processo de transcrição, ocorre a fase de alongamento do RNA. As diferenças 
aqui é a adição do capacete (CAP) de 7-metil-guanina na extremidade 5’ do RNA mensageiro nascente. 
Para essa modificação acontecer, ocorre a remoção de um fosfatodo primeiro ribonucleotídeo pela 
enzima RNA-trifosfatase. Então, a enzima guaniltransferase adiciona uma guaninana extremidade 5’ 
de onde o fosfato foi removida. Após a incorporação, a guanina sofre uma metilação, no carbono 7 da 
base nitrogenada, através da enzima metiltransferase. 
O CAP consiste em uma Guanina modificada que tem como função a proteção da molécula a 
ser enviada ao citoplasma e facilitar a ligação do RNA mensageiro com o ribossomo para o processo 
de tradução. 
 
3. Terminação 
Na fase de terminação, a RNA polimerase ultrapassa o local de término. Então há a transcrição 
da sequência AAUAAA, que será reconhecida por dois fatores de clivagem chamados CPSF e CSTF. 
Esses fatores irão cortar a fita de RNA nascente. Após a clivagem, uma outra enzima, chamada 
polimerase poli-Aé responsável por adicionar uma sequência de 100 a 200 nucleotídeos de adenina 
na extremidade 3' dessa fita de RNA. Essa sequência de adenina incorporada é chamada de cauda 
Poli(A). Com isso, há o término da transcrição. 
 
4. Processamento do mRNA 
Com o final do processo de transcrição, temos uma fita de RNA contendo uma Cap na 
extremidade 5' e uma cauda Poli-(A) na extremidade 3', porém essa fita ainda há a necessidade da 
remoção dos íntrons e junção dos éxons. Para isso, será realizado o processo chamado Splicing. 
Esse processo é realizado pelo Spliceossomo, complexos formado por snRNA e proteínas que 
clivam os íntrons da fita e ligam os éxons para formação de uma fita contínua de éxons. 
Existem cinco tipos de snRNA: U1, U2, U4, U5, e U6. Cada um vai desempenhar uma função 
no Splicing. 
Dito isso, podemos observar que sequências específicas nos íntrons tendem a se repetir, 
chamadas sequências consenso (tendo uma pra extremidade 5' e uma para a extremidade 3'). A 
sequência consenso 5' é GU enquanto a da 3' temos AG. Ainda há um sítio de ramificação, composto 
por uma A, localizado entre 15 a 50 pb antes da extremidade 3’. 
Os snRNAs reconhecem essas sequências e as clivam, liberando as extremidades dos éxons para serem 
ligadas por uma ligação fosfodiéster, fazendo que a fita seja somente de éxons (Figura 4). 
 
Figura 4: Esquema do processo de splincing. 
 
Fonte: Laboratório ICB UFMG 
Foi observado em eucariotos o Splicing alternativo. Através desse processo um mesmo gene é 
capaz de produzir diferente proteínas a partir da combinação entre os exóns, ou seja, esse 
processamento também remove exóns junto com o íntrons. 
 
Figura 5: Splicing alternativo 
 
Fonte: Docplayer 
EXERCÍCIOS 
1. Quais as principais diferenças entre os procariotos e os eucariotos em relação a transcrição? 
2. Importância da região promotora na transcrição. 
3. Por que da retirada dos introns do RNA do eucarioto? 
4. Qual a importância do Splicing alternativo? 
5. Por que a fita de DNA não-molde pode-se ser chamada de fita codificante? 
6. Cite as fases da transcrição e exemplifique cada uma delas. 
7. Como os fatores de transcrição podem atuar na regulação gênica? 
 
Referência Bibliográficas: 
 
Biologia Net. Síntese Protéica. Disponível em: https://m.biologianet.com 
/biologia-celular/sintese-proteica.htm. Acessado em 28 de abril de 2020 
 
Cell. Plant Science. Disponível em: https://www.cell.com/trends/plant-science/fulltext/S1360-
1385%2817%2930218-2 . Acessado em 29 de abril de 2020 
 
Docplayer. Transcrição e Processamento do RNA. Disponível em: 
https://docplayer.com.br/47732705-Biologia-molecular-texto-4-transcricao-e-processamento-do-rna-
transcricao-e-processamento-do-rna.html#show_full_text. Acessado em 28 de abril de 2020 
 
Khan Academy. Stages of Transcription. Disponível em: 
https://www.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/transcription-of-dna-
into-rna/a/stages-of-transcription. Acessado em 05 de maio de 2020. 
 
Khan Academy. Transcrição. Disponível em: https://pt.khanacademy.org/ 
science/biology/gene-expression-central-dogma/transcription-of-dna-into-rna/a/eukaryotic-pre-mrna-
processing. Acessado em 28 de abril de 2020 
 
Laboratório ICB UFMG. Fatores de Transcrição. Disponível em: 
http://labs.icb.ufmg.br/lbcd/prodabi3/grupos/grupo1/fatores_de_transcr_.htm. Acessado em 28 de 
abril de 2020 
 
 Laboratório ICB UFMG. Spliceossomo. Disponível em: 
http://labs.icb.ufmg.br/lbcd/prodabi3/grupos/grupo1/spliceossomo.htm. Acessado em: 05 de maio de 
2020. 
 
GABARITO 
 
1. Local da transcrição: procariotos fazem no citoplasma enquanto os eucarioto fazem no núcleo 
celular, Complexidade: o maquinario do procarioto é mais simples e direto como, por exemplo, 
ausência de fatores de transcrição e maturação do RNA pós transcrição. 
2. A região promotora ajuda na sinalização do gene para a correta transcrição. Isso é essencial para 
evitar transcrições errôneas sem um produto final (proteína viável), além de atuar como sítio de 
regulação para expressão gênica. 
3. Os introns têm um papel estrutural e não codificante, sua não retirada pode acarretar uma 
interpretação errada e, assim, uma adição errônea de um aminoácidos na cadeia peptídica. Logo, isso 
pode desencadear apenas uma proteína sem valor funcional ou pode gerar uma proteína que funcione 
erradamente, ocasaionando uma patologia, como no caso da talassemia. 
4. O Splicing alternativo dá ao organismo a oportunidade de gerar mais de uma proteína com o mesmo 
gene, isso pode ser responsável por diferentes funções de um mesmo gene nos mais diversos tecidos. 
5. Como a fita de RNA é complementar à fita molde, o RNA é idêntico à fita não-molde (com exceção 
da substituição da Timina pela Uracila). 
6. Iniciação: RNA polimerase se acoplando a fita molde do DNA e começando a se distanciar da região 
promotora. Alongamento: A fita de RNA aumenta seu tamanho devido a adição de ribonucleotídeos 
complementares a fita molde de DNA feita pela enzima RNA polimerase. Terminação: A RNA 
polimerase chega ao final do gene e, por isso, a transcrição deve acaba, podendo ser por um fator 
Rho ou uma sequência específica da fita molde, mas tendo sempre como resultado a liberação da fita 
de RNA transcrita. 
7. Sem elas, não haverá transcrição dos genes. Logo, sua função é informar à RNA polimerase quais 
genes estão ativos naquela célula e naquele momento celular. Quantos mais fatores estão interligados 
a esse processo mais seguro ficará, pois se houver a falha de um, o outro ficará responsável pela 
regulação.