Transcrição e Processamento de RNA

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​ Transcrição do DNA 
 
 
 
-Regiões de nucleotídeos sem complementaridade permanecem na forma de alças e tem funções específicas no Rna 
-A molécula de RNA,por suas hidroxilas no carbono 2’,é mais reativa que o DNA e sofre uma degradação hidrolítica 
mais rápida. 
-Apenas 4% de todo RNa é codificador de proteínas.Os outros 96% é codificador de RNAs 
estruturais(RNAr,RNA,siRNA) 
-Todos os RNAs tem que ser processados para que as moléculas maturas sejam funcionalmente ativas 
 
*Unidade de transcrição:todo trecho de DNA com as sequências necessárias para a codificação/transcrição de uma 
molécula de RNA. 
-promotor:necessária para que proteínas se liguem e abra 
a fita 
-terminador:desacoplamento de toda a maquinaria de 
transcrição. 
 
 
 
 
 
 
-O posicionamento do promotor vai determinar qual 
filamento será o molde e qual será o codificador. 
-A direção de transcrição é sempre da unidade 3’ da fita 
molde do DNA e 5’do transcrito Rna 
 
 
 
 
 
-A transcrição(síntese de RNA) é dividida em três partes: 
*Iniciação:Na região promotora há a montagem do aparato transcricional,abertura da fita e posicionamento da RNA 
polimerase. 
*Alongamento:A RNA polimerase se move ao longo do filamento molde do DNA adicionando nucleotídeos ao 
filamento crescente de RNA(5 para 3’) 
*Terminação:a região terminator é reconhecida por proteínas específicas havendo desacoplamento dos aparatos. 
-O promotor(região 5’) tem sequências de nucleotídeos conservadas.O cerne do promotor(onde vai se ligar à subunidade 
catalítica da RNA polimerase) tem o TATA box,essencial para o funcionamento do promotor,assim como o CAAT box 
e GC box para o acoplamento do restante da enzima. 
-Estas sequências são reconhecidas por proteínas específicas(fatores de transcrição).Abrem a fita dupla e expõe as bases. 
-Com a abertura do DNA,há uma alteração da estrutura da cromatina naquele ponto.Esta alteração pode ser facilitada 
por outros elementos regulatórios que estão mais distantes do promotor,os acentuadores de transcrição.Ou seja,os 
fatores de transcrição se ligam e levam à uma alteração substancial da cromatina,aumentando a afinidade do sítio 
promotor pela RNA polimerase. 
-A RNA polimerase sintetiza o RNA adicionando nucleotídeos trifosfatados na extremidade 3’ 
-Ao chegar na região terminadora há sinais para que proteínas reconheçam o fim da transcrição,fazendo com que haja o 
corte do RNA transcrito.Logo,a enzima de poliadenilação(poli A polimerase) adiciona a cauda de poli-A 
 
 
 
 
 -Processamento pós transcrição dos RNAs- 
 
 
 
-O pré-mRNA(rna heterogêneo) precisa ser processado 
para se transformar em RNAm.Este processamento 
consiste na proteção das extremidades da fita contra 
possíveis degradações no ambiente citoplasmático(por 
exonucleases). 
-A extremidade 5’ é bloqueada pela adição de um 
nucleotídeo de guanina(CAP) através de uma ligação 
fosfodiéster(5'-5').Em seguida,a guanina é metilada. 
-Na extremidade 3’,a enzima de poliadenilação(poli A 
polimerase) adiciona a -Splicing de exons:remove-se os 
introns(sequências não codificadoras intercaladas) 
cauda de poli-A(sequencia de nucleotideos A) 
e funciona-se os exons. 
 Acontece no núcleo. 
 sítio de corte 5’(GU):sítio doador de splice 
 sítio de corte 3’(AG):sítio aceptor de splice 
 
ponto de ramificação:nucleotídeo de guanina 
 
O reconhecimento dos três sítios é feito pela complementaridade de nucleotídeos e a sequência dos pequenos RNAs 
nucleares. 
-U1(pequeno rna nuclear que vai reconhecer o sítio doador) 
vai clivar o intron,liberando a extremidade 5’ do intron,esta vai 
ser ligada covalentemente ao nucleotídeo de adenina que está 
no ponto de ramificação,através da hidroxila livre da ribose do 
nucleotídeo(reação de transesterificação 2’OH-5’P.O intron 
forma uma alça,que será liberada e degradada dentro do 
núcleo. 
 
 
-Um mesmo gene pode ter diferente processamento 
dependendo da célula. 
 
 
-O processamento dos RNAr e RNAt não utiliza os pequenos rna nucleases, e sim pelos rnas nucleolares. 
-O processamento RNar é feito por degradação por endonucleases que degradam rnas não metilados. 
 
 
-Os RNAr se complexam com proteínas para formarem os ribossomos. 
-RNAt tem estrutura terciária em forma de trevo e possuem um sítio de ligação a um aminoácido(3’) e outro à trincas de 
bases no RNAm(codons) denominado anticódon. 
 
-O genoma viral do SARS-CoV-2 é um RNAm 
-Logo que o vírus infecta a célula,(o RNA vai estar no citoplasma) a maquinaria de tradução já começa a fazer a 
tradução das proteínas virais 
 
 
 
 
 
 
 
 REGULAÇÃO GÊNICA(diferenciação celular) 
 
-Durante a diferenciação celular,todos os genes são mantidos,mas somente os necessários ao tipo celular(constitutivos e 
específicos)são transcricionalmente ativos e o restante silenciado. 
 
Regulação procarioto x eucarioto 
 
-a formação do RNA primário não existe em procariotos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-a regulação gênica em procariotos é 
transcricional 
-os genes de procariotos estão organizados em 
unidades operacionais relacionadas a alguma 
função específica para a célula procariótica.No 
caso da imagem,foi a degradação da lactose. 
-a bactéria usa a lactose como fonte de carbono 
para gerar moléculas ricas em energia pro seu 
crescimento e desenvolvimento 
-Operon:vai ter uma região promotora(como 
todos os genes).O operon da lactose em bactéria 
tem dois sítios regulatórios(duas sequências de 
nucleotídeos conservadas) 
-Uma é o Sítio de Ligação a Proteína ativadora 
de catabólitos(CAP)anterior ao promotor(5’) 
-Operador:posterior ao promotor (3’) 
-Nesses dois sítios vão se ligar às proteínas que 
vão fazer a regulação 
-A proteína ativadora se liga ao CAP e a proteína repressora de transcrição se liga ao operador 
-Assim,um RNA grande será transcrito,capaz de codificar três proteínas simultaneamente:Beta-galactosidase(degrada a 
galactose),galactoside permease(fica na parede da bactéria e é capaz de translocar a galactose do meio para o interior da 
bactéria) e a transacetilase(enzima necessária para a modificação da lactose para que ela seja degradada) 
-Se tiver baixa de glicose na célula,significa que ela está necessitando de nutrientes para que se tenha o aumento da 
energia celular. 
-A baixa de glicose faz com que os níveis de cAMP(nucleotídeo monofosfatado de adenosina que forma uma molécula 
cíclica)sejam elevados,isso porque esta é uma molécula sinalizadora do níveis de energia da célula 
-Assim,se os níveis tiverem aumentado,faz com que ela forme um complexo com a proteína ativadora(CAP 
-Se a galactose estiver disponível no meio,ela será captada pela galactoside permease e vai entrar na célula e com isso 
vai se ligar à proteína repressora da transcrição.Vai ter uma alteração da estrutura tridimensional da proteína após a 
ligação da lactose na proteína repressora que faz com que ela perca a sua afinidade pelo sítio operador.Então 
desbloqueando o sítio operador,a RNA polimerase vai se ligar ao promotor e vai levar à transcrição 
-A medida que a lactose vai sendo degradada vai havendo uma alta de glicose e faz com que esta se ligue a um sítio 
regulador na adenilato ciclase alterando a estrutura da adenilato,fazendo-o não sintetizar mais o RNA.Os níveis de 
cAMP,caiam .Mas como a lactose ainda está presente ela vai estar inibindo a proteína repressora. 
 
 
 
1-No caso de baixa de glicose e de lactose disponível,a proteína ativadora cAMP está funcionando e a proteína 
repressora está inibida 
--a medida que a lactose vai sendo degradada vai haver uma alta de glicose 
2-Em níveis altos de glicose, a glicose irá se ligar ao sítio regulador na adenilato ciclase alterando também a estrutura da 
adenilato ciclase fazendo com que ela não sintetize mais a cAMP e a sua quantidade diminui.Mas lactose ainda presente. 
--proteínas ativadoras e repressoras inibidas.A célula está com excesso de energia,não necessitando mais de quebrar 
tanta lactose.O nível de expressãodo operon é bastante baixo 
3-Em outro momento a lactose vai estar toda degradada,taxas de glicose alta.Proteína ativadora inibida(já que não tem 
cAMP para se ligar a ela) e proteína repressora funcional(já que a lactose não tá mais presente).Com a proteína 
repressora ativa,está impossibilita a ligação da RNA polimerase.Assim,o operon está silenciado e não está sendo 
transcrito nenhum RNAm 
4-Baixa de glicose,isto eleva os níveis de cAMP,fazendo com que o CAP esteja ativa mas,como não existe lactose 
presente no meio,o operon não vai estar ativo.A proteína repressora tbm está funcional,mas o operon só vai ser religado 
quando a proteína repressora for inativa pela presença de lactose 
*A lactose é indutora do operon,pq só na presença dela que ele estará funcionando. 
 
-A regulação em procariotos ocorre em nível transcricional mas também,tres proteínas da bactéria sofrem regulação pós 
traducional(foram ligadas e desligadas) 
 
-A cAMP é produzida por uma enzima chamada adenilato ciclase_que está presente associada à membrana da célula 
bacteriana_sempre que houver uma baixa de glicose na célula. 
 
 
 
-NÍVEIS DE CONTROLE DA EXPRESSÃO GÊNICA 
 
-A regulação transcricional pode ser realizada por diferentes moléculas,por proteínas(fatores de transcrição 
proteicos),RNAs não codificadores e também pode ser feito por alteração da estrutura da cromatina. 
 
REMODELAMENTO DA CROMATINA 
-o remodelamento da cromatina é feito de duas formas: 
1:alteração química das bases nitrogenadas do dna(metilação de citosina nas ilhas de CPG próxima às unidades 
transcricionais.Isso faz com que a cromatina fique mais condensada na forma de heterocromatina e inacessivel à 
maquinaria de trasncrição.a retirada do grupamento metil abre a cromatina deixando-a mais exposta a maquinaria 
transcricional 
2-alteração química das histonas que f(ormam o nucleossomo,onde o dna está empacotado.Cada histona tem a sua 
região Nterminal com varios residuos de lisina ou arginina.Esses residuos podem sofrer modificações quimicas(adição 
de agrupamento metil ou acetil,fosfatos,ubiquitinas).Essas alterações quimicas vão acontecer pelas enzimas 
modificadoras de histonas. 
 
 
-quanto menos acetilado um locus gênico(segmento de histonas),mais compactado está a cromatina. 
-O remodelamento da cromatina vai fazer com que os níveis de transcrição de um locus seja alterados. 
 
 
REGULAÇÃO GÊNICA POR PROTEÍNAS 
-Essas proteínas são chamadas de fatores de transcrição 
--Em geral,pode ter sequencias sinalizadoras para a alteração da cromatina(como as ilhas de CPG),e assim as proteínas 
modificadoras da cromatina podem agir naquele locus 
-Os fatores de trasncrição se ligam em sitios especificos proximos ao promotor ou ate mesmo em regioes 
distantes.Podem ser fatores de trasncrição basais;para que a rna polimersase seja acoplada e fatores de transcrição 
especificos;que vão reconhcer segmentos de dna proximos naqueles locus,fazendo com que ele seja ativado ou 
inativado. 
--a maioria dos fatores de transcrição são dímeros proteicos codificados por famílias multigênicas e que diferem cada 
um desses membros dessa familia.A combinação da expresão desses locus faz com que aja dimeros diferentes e esses 
dimeros podem reconher sequencias de nucleotideos levemente diferentes no sitio de ligação dos promotores 
os fatores de transcrição recrutam proteinas acessoras que vão fazer a ponte entre os fatores de transcrição basal e os 
fatores de trasncrição especificos.Os fatores de trasncrição especificos podem estar acessorados por outras 
proteinas.Essas proteinas são ainda mais especificas daquele locus.A função dos fatores de transcrição é aumentar ou 
reprimir a trasncrição do gene 
-as sequencias que são reconhecidas são chamadas de enransers ou acentuadores da trasncrição 
-o papel basico dessas proteinas é auterar a cromatina daquele locus fazendo então com que o reconhecimento do sitio 
promotor pela RNA polimerase e seu poscicionamento correto seja acelerado ou facilitado ou dificultado. 
 
 
 
 
REGULAÇÃO GENICA POR miRNAs 
-miRNAs(micro rnas) não são codificadores de proteinas e são transcritos em RNAs que tem a adição do cap na 
extremidade 5’ e calda de poli A na 3’.A transcrição primaria dos miRNAs é chamada de transcrito primario do 
miRNA. 
-As copias do miRNA vão ser processadas pela nuclease 
drosha,que vai fazer a clivagem do miRNA . 
-Eles serão exportados pela proteina exportina até o citoplasma 
com gasto de energi. 
-No citoplasma o pré-miRNA vai ser clivado novamente por uma 
segunda nuclease chamada de Dicer.Ela vai retirar a alça que está 
presente no pre-miRNA deixando-o como um miRNA de dupla 
fita 
-Estte miRNa de dupla fita ainda não está funcional,pois precisa ser 
processado pelo sistema RiSC 
 
 
-O sistema RiSC associado à proteina argonalta vai degradar o filamento complementar do miRNA deixnado-o com um 
segmento de aproximadamente 21 a 26 nucleotideos que agora é funcional! 
-a proteína argonauta vai levar o miRNA ao seu RNAm alvo e a sequencia 3’ UTR pode ser reconhecido por 
complementariedade de nucleotideos pelo miRNA.Se a complementariedade houver varios pontos de pariamento 
ilegitimo,isso faz com que o RNAm sofra uma repressão e não será traduzido.Se o pariamento for perfeita,vai levar a 
clivagem total do RNAm sem aja tradução e nesse caso chamamos de silenciamento induzido por RNA 
-Muitas vezes há a possibilidade do miRNA se ligar à sequencias que estão na região 5’UTR.Se isso acontece,eles tem 
uma função contraria a da repressão traducional:eles vão ter a função de ativação do RNAm 
 
 
REGULAÇÃO GENICA POR ncRNAs 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 TRADUÇÃO GENICA 
 
-A ligação do aminoácido correspondente ao seu RNAt é feito pela classe de proteínas Aminoacil-tRNA synthetase.Esas 
enzimas tem tres sitios ativos;um que reconhece o aminoácido,outro que reconhece ATP e uma que reconhece o 
anticódon do RNAt 
-o aminoácido vai ser ligado covalentemente ao ATP(o aminoacido está ativado),em seguida o pirufosfato liberado vai 
permitir que haja ligação covalente do aminoacido ao seu transportador especifico. 
 
 
 
 
*Etapas da tradução Genica 
 
-a primeiro aminoácido vai ser aquele da metionina,já que o códon da tradução em todos os genes é da metionina. 
-o RNAt vai se ligar à subunidade menor do RNAr(rna transportador de metionina) e ao RNAm e logo,a unidade maior 
do RNAr vai se aclopar. 
-A unidade ribossomal possui tres espaços internos que permitem a leitura de tres codons e que tres RNAt se liguem. 
-O sitio mais a 5’ é o sítio de ejeção,o do meio;sítio peptidil e o da direita;aminoacil. 
-Iniciação 
=>O subcomponente 2(fator de inicio da traduç~~ao 2) vai se associar ao ao RNAr trasnsportaador de metionina e 
posicioná-lo corretamente na subunidade menor . 
=>O fator de inicio da tradução 4 vai reconhcer o cap e calda de poliA. 
=>’’ ‘’ ‘’ ‘’ 3 vai reconhecer o cap e o RNAm 
=> ‘’ ‘’ ‘’ ‘’ 1 tem um papel auxiliar 
-A subunidade menor do ribossoma carreando transportador da metionina vai andar a partir da extremidade do cap 5’ 
até encontrar uma seuqncia conservada chamada sequncia de Kozak em que o codon de inicio da tradução(ACCAUGG) 
faz parte dela. 
-Ali, a subunidade vai se estacionar,o transportador de metionina vai parear com o códon correspondente,aos fatores vão 
ser dissociados,há uma clivagem do GTP libernado energia para que tudo ocorra. 
-A subunidade maior vai ser posicionada graças ao fator de tradução 5 e assim o ribossomo está funcionalmente ativo 
para iniciar a leitura do RNAm 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-Alongamento 
 
 
 
 
-​A leitura dos RNAm no citoplasma vai ocorrer atraves de inumeros ribossomos ao mesmo tempo,à medida que os 
ribossomos vão fazendo a leitura e liberando espaço na região 5’ para montagem de um novo ribossoma. 
-Ao final os ribossomos são desmontados até que todo o RNAm seja degradado e não haja mais tradução. 
-Se o peptideo inicial tiver caracteristicas hidrofobicas,eleserá capaz de reconhecer um receptor no RE e esse 
polirribossoma não vai ficar no citoplasma e sim associado à membrana externa do RE(RER).Logo,esse polipeptideo 
vai estar caindo na cisterna do RER 
 
*Termino da tradução 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Modificações pós-traducional 
 
 
-às vezes são essenciais para o funcionamento de uma proteína ativa 
- chaperonas são essenciais para auxiliar no dobramento da proteína. 
-acetiltransferases:acetilação do aminoácido N-terminal 
-quinases:fosforilação de resíduos internos da cadeia polipeptídica,controle da atividade enzimática 
-peptidases:remoção de peptideo de sinal ou até dividir em pedaços que serão unidos por ligações de enxofre 
-clivagem é um processo ireversivel. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Histonas: 
-O dna genomico está associado a proteinas histonas numeradas de 2,3,4 
-A histona 1 faz a ligação entre os nucleossomas 
-A as cadeias carboxi terminal das histonas(em vermelho) podem sofrer modificação pós traducional,tanto por 
metilação,fosforilação,acetilção 
-O papel básico dessas modificações nas histonas é fazeer com que haja uma interação mais forte ou mais fraca com o 
DNA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MUTAÇÃO GÊNICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-Bases Mendelianas de Herança 
-todos os fenótipos de F1 é de um dos genitores ou seja,será o fenótipo dominante 
-fenótipo:expressão do genótipo,seja morfológico,celular ou bioquímico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PADRÕES DE HERANÇA MONOGÊNICA 1 
 
 
 
 
 
-Símbolos usados na Análise de Heredogramas 
 
-Cruzamentos em humanos fornecem exemplos de 
herança mongênica. 
-Distúrbios Mendelianos,pois ocorrem,em média,em 
proporções fixas na prole. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-Padrões de herança em humanos depende da localização do gene para a caracteristica: 
 
1:Autossômica​:se o gene estiver localizado no gene 1 até o 22 
-Pode ser recessiva ou dominante. 
 
-AUTOSSÔMICA​ RECESSIVA: ​em geral,a doença aparece na prole de genitores não afetados 
-A maioria dos portadores do alelo anormal é heterozigota e não homozigota. 
-Há saltos de gerações: 
-A endogamia aumenta a chance de cruzamento entre dois heterozigotos. 
-A proporção esperada é 3 normais:1 afetado,mas não há prole numerosa 
Ex:anemia falciforme 
 
-AUTOSSÓMICA DOMINANTE: 
-O alelo normal é recessivo e o alelo mutante é dominante 
-Em geral.,não há saltos de gerações(basta um dos pais ser afetado Aa para o mesmo ter 50% de chance de passar o 
alelo dominante 
-A característica também é rara 
Ex:nanismo 
-Homozigoto DD é letal,casamento entre heterozigotos é comum. 
 
2​:Ligado ao sexo​:localizado no cromossomo sexual seja X ou Y,predominantemente ligada ao X 
 
 
 
 
 
-O cromossomo Y contem 
apenas algumas dezenas de 
genes 
-A região diferencial do X tem 
muitas centenas de genes,mas 
muitos não participa na fução 
sexual 
-Observamos diferentes 
proporções em diferentes sexos 
e diferenças entre cruzamentos 
recíprocos 
 
 
 
 
 
 
-Doenças recessivas ligadas ao X 
-Muito mais homens do que mulheres apresentam fenotipo 
-Prole de um homem afetado(XaY) não apresentará o fenótipo,mas todas as filhas serão portadoras 
-Nenhum filho de um homem afetado apresentará o fenotipo e nem passará a condição para sua prole 
-Na prole de uma mulher portadora(XAXa)50% das filhas são portadoras e 50% dos filhos são afet 
-As mulheres heterozigotas não são afetadas e sim portadoras. 
Ex:hemofilia A 
 
-Doenças dominantes ligados ao X 
-Homens afetados(XAY) transmitem a condição para todas as suas filhas,mas para nenhum filho. 
-Mulheres heterozigotas,portanto afetadas(XAXa),casadas com homens não afetados(XaY) passam a condição para 
50%dos filhos e filhas 
-Não há saltos de gerações 
 
-Herança ligada ao Y 
-apenas homens herdam os genes localizados na região diferencial do cromossomo y 
 
3:Citoplasmática(mitocondrial) 
-​Caracteristica cujo gene responsavel está localizado no DNA das organelas(DNA da mitocondria e do cloroplasto) 
-A doença mitocondrial humana é herdada apenas da mãe.