O RNA e o mecanismo de transcrição

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O RNA E O MECANISMO 
DE TRANSCRIÇÃO 
RNA, ESTRUTURA E FUNÇÃO: 
ESTRUTURA 
• É uma cadeia de nucleotídeos unifilamentar, não 
uma dupla hélice como o DNA. Dessa forma, é mais 
flexível e, por isso, consegue formar uma variedade 
muito maior de formas moleculares tridimensionais 
complexas do que o DNA bifilamentar. 
• Um de RNA consegue dobrar-se de tal modo que 
algumas de suas próprias bases pareiam entre si. 
Tal pareamento intramolecular de bases é um 
determinante importante da forma de RNA. 
• Tem o açúcar ribose em seus nucleotídeos, em vez 
da desoxirribose encontrada no DNA – a diferença 
é que na pentose o RNA o grupo -OH ligado ao 
carbono 2’, já o DNA só tem -H; esse oxigênio a mais 
no RNA promove instabilidade. 
• A Uracila é capaz de parear com Guanina. As bases 
U e G formam pares de bases apenas durante o 
dobramento do RNA, e não durante a transcrição. 
• A capacidade de U de parear-se com A e G é o 
principal motivo pelo qual o RNA consegue formar 
estruturas complicadas. 
PODE SER DIVIDIDO EM DUAS CLASSES: 
>> RNA mensageiro (mRNA): intermediário entre o DNA e 
proteína; 
>> RNA funcionais: transportador e ribossômico (tRNA e 
rRNA); 
FUNÇÃO 
As principais classes ribossômicas funcionais contribuem 
para várias etapas na transferência da informação do DNA 
para a proteína, no processamento de outros RNA e na 
regulação do RNA e dos níveis de proteínas na célula. 
• O tRNA é responsável por levar o aminoácido 
correto para o mRNA no processo de tradução. 
• O rRNA é o principal componente dos ribossomos, 
que são grandes máquinas macromoleculares que 
conduzem a montagem da cadeia de aminoácidos 
pelo mRNA e tRNA. 
• O RNA transcrito de um gene pode ser recomposto 
de modos alternativos. Embora tenhamos apenas 
cerca de 20.000 genes, eles codificam mais de 
100.000 proteínas, graças ao processo de 
recomposição alternativa do RNA. 
• Há também pequenos RNA nucleares (snRNA) que 
são parte de um sistema que processa os RNA 
transcritos nas células eucarióticas. Alguns snRNA 
unem-se a várias subunidades proteicas para 
formar o complexo ribonucleoprotéico de 
processamento (spliceossomo) que remove os 
íntrons do mRNA eucariótico. 
• O RNA, como as proteínas, mas não como o DNA, 
pode catalisar reações biológicas. O nome ribozima 
foi criado para as moléculas de RNA que funcionam 
como enzimas proteicas. 
TRANSCRIÇÃO DO RNA: 
A primeira etapa executada pela célula para ler a informação 
necessária a partir de suas instruções genéticas e a cópia de 
um segmento específico da sequência de nucleotídeos do 
DNA – um gene – sob a forma de uma sequência de 
nucleotídeos de RNA. A informação na forma de RNA, 
embora copiada em uma forma química distinta, ainda e 
escrita essencialmente na mesma linguagem do DNA – a 
linguagem de uma sequência de nucleotídeos. Por isso, o 
nome dado para a produção de moléculas de RNA a partir do 
DNA e transcrição. 
A TRANSCRIÇÃO PRODUZ UMA MOLÉCULA DE RNA 
COMPLEMENTAR A UMA DAS FITAS DO DNA. 
>>>>> A transcrição inicia com a abertura e a 
desespiralização de uma pequena porção da dupla-hélice de 
DNA, o que expõe as bases em cada fita do DNA. Uma das 
duas fitas do DNA serve como um molde para a síntese de 
uma molécula de RNA. Assim como na replicação de DNA, a 
sequência de nucleotídeos é determinada pelo pareamento 
de bases complementares entre os nucleotídeos a serem 
incorporados e o DNA-molde. 
• Quando um pareamento adequado e estabelecido 
(A com T, U com A, G com C e C com G), o 
ribonucleotídeo a ser incorporado e 
covalentemente ligado a cadeia de RNA em 
formação, através de uma reação catalisada 
enzimaticamente. 
• A cadeia de RNA produzida por transcrição – o 
transcrito – é, a seguir, aumentada 1 nucleotídeo 
por vez e possui uma sequência de nucleotídeos 
exatamente complementar à fita de DNA utilizada 
como molde. 
• Diferentemente de uma fita de DNA recém-
formada, a fita de RNA não permanece ligada à fita 
de DNA-molde por ligações de hidrogênio. 
PS.: SÃO COPIADAS APENAS DE REGIÕES ESPECÍFICAS E 
DEFINIDAS DO DNA; AS MOLÉCULAS DE RNA SÃO BEM 
MENORES DO QUE AS DE DNA. 
• As enzimas que realizam a transcrição são 
chamadas de RNA-polimerases; se movem passo a 
passo sobre o DNA, desespiralizando a dupla-hélice 
para expor uma nova região da fita-molde para o 
pareamento de bases complementares. Dessa 
forma, a cadeia de RNA é estendida, nucleotídeo 
por nucleotídeo, no sentido 5’ para 3’. 
• As RNA-polimerases podem iniciar a síntese de uma 
cadeia de RNA sem um iniciador – a transcrição não 
precisa ser tão exata quanto uma replicação, sendo 
os erros na transcrição muito menos significativos, 
pois o RNA não armazena de modo permanente a 
informação genética nas células. 
• As RNA-polimerases ainda possuem um modesto 
mecanismo de correção. 
• Cada segmento de DNA transcrito e denominado 
unidade de transcrição. Nos eucariotos, uma 
unidade de transcrição normalmente carrega a 
informação de apenas um gene e, portanto, 
codifica uma única molécula de RNA ou uma única 
proteína. 
• SINAIS CODIFICADOS NO DNA INDICAM À RNA-
polimerase ONDE INICIAR E ONDE TERMINAR A 
TRANSCRIÇÃO – para transcrever um gene com 
precisão a enzima deve reconhecer seu início e 
término no genoma. 
 
HÁ TRÊS ESTÁGIOS NA TRANSCRIÇÃO: INICIAÇÃO, 
ALONGAMENTO E TÉRMINO: 
INICIAÇÃO 
As RNA-polimerases (I, II e III) eucarióticas exigem muitos 
fatores para o processo de iniciação da transcrição, 
chamados de fatores gerais de transcrição. 
• A iniciação da transcrição eucariótica deve ocorrer 
no DNA (empacotado nos nucleossomos e em 
estruturas de cromatina de ordem superior). 
Os fatores gerais de transcrição ajudam a posicionar 
corretamente a RNA-polimerase eucariótica sobre o 
promotor, auxiliando a separação das duas cadeias de DNA 
para permitir o início da transcrição e liberando a RNA-
polimerase do promotor para dar início ao seu modo de 
alongamento. 
• Após a formação de um complexo de iniciação de 
transcrição sobre o DNA, a RNA-polimerase II 
deverá ter acesso a fita-molde no ponto de início da 
transcrição. 
• O TFIIH, que contém uma DNA-helicase como uma 
de suas subunidades, torna possível essa etapa com 
a hidrolise de ATP, desespiralização do DNA e 
consequente exposição da fita-molde. A seguir, a 
RNA-polimerase II, da mesma forma que a 
polimerase bacteriana, se liga ao promotor, 
sintetizando pequenos fragmentos de RNA até 
sofrer uma série de alterações estruturais que 
permitem sua dissociação ao promotor e início da 
fase de extensão (ou alongamento) da transcrição. 
>>>>>>> em síntese, após a transcrição ter sido 
iniciada, a RNA-polimerase II dissocia-se da maioria 
dos GTF para alongar o transcrito primário de RNA. 
• TATA BOX É O SITIO DO PRIMEIRO EVENTO DA 
TRANSCRIÇÃO. 
 
• Para iniciar a transcrição, a RNA-polimerase requer 
vários fatores gerais de transcrição. 
o (A) O promotor contém uma sequência de 
DNA denominada TATA-box, localizada a 
25 nucleotídeos do sítio no qual a 
transcrição é iniciada. 
o (B) Por meio de sua subunidade TBP, o 
TFIID reconhece e se liga ao TATA-box, o 
que permite a ligação adjacente de TFIIB. 
o (C) Para simplificar, a distorção do DNA 
produzida pela ligação de TFIID não está 
ilustrada. 
o (D) Os demais fatores gerais de 
transcrição, assim como a própria RNA-
polimerase, associam-se no promotor. 
o (E) Então, o TFIIH usa a energia da 
hidrólise do ATP para separar a dupla fita 
do DNA no ponto de início da transcrição, 
expondo localmente a fita-molde. 
• O TFIIH também fosforila a RNA-polimerase II, 
modificando sua conformação de tal modo que a 
polimerase se dissocia dos fatores gerais e pode 
iniciar a fase de extensão da transcrição. 
• O sítio de fosforilação é uma longa cauda 
polipeptídica C-terminal, também denominado 
domínio C-terminal (CTD), que se estende a partir 
da molécula de polimerase. 
ALONGAMENTO 
Ocorre dentro da bolha detranscrição. 
• O RNA dos eucariotos precisa ser processado antes 
que possa ser traduzido, o que inclui: 
1. O acréscimo de um revestimento (cap) na 
ponta 5’; 
2. Recomposição (splicing) para eliminar os 
íntrons; e 
3. Acréscimo de uma cauda 3’ de nucleotídeos 
adenina (poliadeninação). 
• O processamento de pré-mRNA eucariótico ocorre 
durante a síntese de RNA; chamado processamento 
cotranscricional. Portanto, o RNA parcialmente 
sintetizado (nascente) está sofrendo reações de 
processamento à medida que emerge do complexo 
RNA-polimerase II. 
• O domínio C-terminal (CTD) da RNA-polimerase 
eucariótica tem um papel central no sentido de 
coordenar todos os eventos de processamento; ele 
é composto de muitas repetições de uma sequência 
de sete aminoácidos e está situado perto do sitio 
onde o RNA nascente emerge da polimerase 
>>>>>>> dessa forma é um local ideal para 
orquestrar a ligação e a liberação das proteínas 
necessárias para processar o transcrito de RNA 
nascente enquanto a síntese continua. 
 
TÉRMINO 
• Processamento das pontas 5’ e 3’. 
• Quando um RNA nascente emerge de uma RNA 
polimerase II, uma estrutura especial, chamada cap 
(revestimento), é adicionada à ponta 5’ por várias 
proteínas que interagem com o CTD. 
• O cap consiste em uma 7-metilguanosina ligada ao 
transcrito por três grupos fosfato. 
• O CAP TEM DUAS FUNÇÕES: A PRIMEIRA É DE 
PROTEGER O RNA DA DEGRADAÇÃO, UMA ETAPA 
IMPORTANTE, CONSIDERANDO QUE mRNA 
EUCARIÓTICO TEM UMA LONGA JORNADA ATÉ O 
LOCAL DE SUA TRADUÇÃO; A SEGUNDA É A 
NECESSIDADE DO CAP PARA A TRADUÇÃO DO 
mRNA. 
• O alongamento do RNA continua até que seja 
reconhecida a sequência AAUAAA ou AUUAAA 
perto da ponta 3’, por uma enzima que corta a 
ponta do RNA aproximadamente 20 bases depois. 
RECOMBINAÇÃO DO RNA, A REMOÇÃO DE ÍNTRONS 
Os pedaços que codificam partes das proteínas são os éxons, 
e os pedaços que separam os éxons são os íntrons. 
• Os íntrons são removidos do transcrito primário 
enquanto o RNA ainda está sendo transcrito e após 
o CAP ter sido adicionado, mas antes de o transcrito 
ser transportado para o citoplasma. 
• A remoção dos íntrons e a união dos éxons é 
chamada de recomposição (splicing). 
• O splicing junta as regiões codificadoras, ou éxons, 
de modo que o mRNA agora contenha a sequência 
codificadora que é completamente colinear à 
proteína que ela codifica. 
• A UTILIDADE DE TER GENES ORGANIZADOS EM 
ÉXONS E ÍNTRONS É A POSSIBILIDADE DE UM 
MESMO GENE CODIFICAR VÁRIAS PROTEÍNAS, 
PROCESSO CONHECIDO COMO RECOMPOSIÇÃO 
ALTERNATIVA (em que diferentes mRNA e, 
subsequentemente, diferentes proteínas, são 
produzidos pelo mesmo transcrito primário, 
recompondo diferentes combinações de éxons). 
• Muitas mutações com sérias consequências para o 
organismo são devidas a defeitos de recomposição. 
• SPLICEOSSOMO: grande máquina biológica que 
remove os íntrons e une os éxons. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EM SUMA: 
 
Antes de a síntese de uma determinada proteína poder ocorrer, a molécula de mRNA correspondente deve ser produzida por 
transcrição. 
• As bactérias contêm um único tipo de RNA-polimerase (a enzima que realiza a transcrição de DNA em RNA). 
• Uma molécula de mRNA é produzida depois que esta enzima inicia a transcrição em um promotor, sintetiza o RNA pela 
extensão da cadeia, finaliza a transcrição em um terminador e libera tanto o DNA-molde quanto a molécula de mRNA 
finalizada. 
Nas células eucarióticas, o processo de transcrição é muito mais complexo, e existem três RNA-polimerases – designadas como 
polimerase I, II e III –, evolutivamente relacionadas umas às outras e à polimerase bacteriana. O mRNA dos eucariotos é sintetizado 
pela RNA-polimerase II. 
• Essa enzima requer um conjunto de proteínas adicionais, os fatores gerais de transcrição, e proteínas específicas de 
ativação transcricional, para iniciar a transcrição em um molde de DNA. 
o Ainda são necessárias mais proteínas (incluindo complexos de remodelagem da cromatina e enzimas 
modificadoras de histonas) para iniciar a transcrição nos moldes de cromatina no interior da célula. 
 
• Durante a fase de extensão ou alongamento da transcrição, o RNA em formação sofre três tipos de eventos de 
processamento: um nucleotídeo especial é adicionado à sua extremidade 5’ (capeamento), os íntrons são removidos da 
molécula de RNA (splicing) e a extremidade 3’ do RNA é gerada (por clivagem e poliadenilação). 
o Cada um desses processos é iniciado por proteínas que acompanham a RNA-polimerase II por interação com 
sítios sobre sua longa cauda estendida C-terminal. 
o O splicing difere dos demais pelo fato de muitas de suas etapas-chave serem mediadas por moléculas de RNA 
especializadas e não por proteínas. 
• Apenas os mRNAs adequadamente processados são transportados através dos complexos do poro nuclear para o citosol, 
onde serão traduzidos em proteína. No caso de diversos genes, o produto final é o RNA e não uma proteína. 
o Nos eucariotos, esses genes são normalmente transcritos pela RNA-polimerase I ou pela RNA-polimerase III. 
▪ A RNA-polimerase I produz os RNAs ribossômicos. 
• Após sua síntese, sob a forma de um grande precursor, os rRNAs são modificados 
quimicamente, clivados e organizados sob a forma das duas subunidades ribossômicas no 
nucléolo – uma estrutura subnuclear distinta, que também ajuda a processar alguns 
complexos RNA-proteína menores na célula. 
▪ As estruturas subnucleares adicionais (como os corpos de Cajal e os grupos de grânulos de 
intercromatina) são regiões onde os componentes envolvidos no processamento de RNA são 
organizados, estocados e reciclados. 
• A concentração elevada de componentes em tais “fábricas” assegura que os processos serão catalisados de modo rápido 
e eficiente. 
ALBERTS, BIOLOGIA MOLECULAR DA CÉLULA, CAPITULOS 4, 5 E 6.