Transcrição/ Genética/ Veterinária/ UFPEL/ 2021.

Prévia do material em texto

Transcrição
Prof. Heden L M Moreira
Processos que ocorrem na célula
Replicação
Tradução
Transcrição
DNA
DNA
mRNA
Proteína
Transcrição 
Reversa
Núcleo
Citoplasma
• É o processo pelo qual uma molécula de
RNA é sintetizada a partir da informação
contida na sequência de nucleotídeos de
uma molécula de DNA de fita dupla
Transcrição
O RNAm (mensageiro) tem como função
"informar" ao RNAt (RNA transportador) a ordem correta
dos aminoácidos a serem sintetizados mais tarde em
proteínas, através da tradução desse RNA.
Nos eucariontes a transcrição ocorre no núcleo,
enquanto a tradução ocorre no citoplasma.
Em procariontes tal separação celular não existe,
sendo os dois processos acoplados.
A separação temporal e espacial desses dois
processos nos eucariontes permite a eles uma melhor
regulação da expressão gênica.
Transcrição
Transcrição
Promotor Região Codificadora Terminador
Promotor Regiões Codificadoras Terminador
OPERON
Estrutura de um Gene de Procarioto
Estrutura de um Gene de Eucarioto
Embora o diagrama apresentado para a estrutura de um gene
eucarioto seja correto, os genes podem diferir muito no número
de exons, no seu tamanho final e também na região promotora.
Estrutura do gene de eucariotos
Estrutura do gene de eucariotos
Região regulatória do GH de Sparus aurata
Promotor Região Codificadora Sítio de PoliA
hnRNA
AAAAAAAAAA
mRNA
AAAAAAAAAA
Exon
Intron
D
N
A
R
N
A
Síntese do mRNA
Splicing
TRANSCRIÇÃO
• A enzima que faz a síntese do RNA é a 
RNA-polimerase.
• Direção de síntese 5´3´
• Esta enzima não necessita de região de 
dupla fita para realizar a síntese da fita de 
RNA.
• Inicia a síntese no promotor e termina no 
sinal de terminação.
RNA polimerase
• Reconhecer o promotor
• Desnaturar o DNA expondo a seqüência a 
ser copiada
• Manter as fitas de DNA separadas na região 
da síntese
• Manter o híbrido DNA:RNA estável
• Renaturar o DNA na região imediatamente 
posterior à síntese
• Terminar a síntese do RNA
Funções da RNA polimerase
Etapas da transcrição
• Como os fatores de transcrição e a RNA 
polimerase “sabem” onde se ligar ao DNA 
para começar a transcrever?
– A RNA polimerase e os fatores de transcrição 
são atraídos para um promotor, que é uma 
sequência especial que indica onde o gene 
começa.
Iniciação
Promotor
• Região do DNA onde a RNA polimerase se 
liga e inicia a transcrição.
– Determina qual fita de DNA serve como 
template.
• Unidade de transcrição – área do DNA que 
será transcrita.
• Complexo de transcrição – a área onde os 
fatores de transcrição e a RNA polimerase 
são ligadas ao promotor.
Início da transcrição.
a) A região promotora de um 
gene possui sequências 
específicas reconhecidas 
por proteínas que 
iniciam a transcrição.
b) Uma proteína de ligação 
reconhece a região 
TATA e liga-se ao DNA. 
Isto permite que outros 
fatores de transcrição se 
liguem.
c) A presença de fatores de 
transcrição necessários 
permitem que a RNA 
polimerase se ligue e 
comece a síntese do 
DNA.
Fatores de transcrição
• Elementos TRANS – Proteínas que regulam 
a expressão de outros genes 
Elementos regulatórios Cis-acting
• Acentuadores (Enhancers)
• Silenciadores (Silencers)
• Independente da distância:
– 50 kbp ou + do início +1
Alongamento
• O pareamento de bases complementares é a 
base da transcrição
• Ocorre o desenrolamento da dupla fita de 
DNA e os nucleotídeos de RNA se ligam de 
acordo com o filamento molde.
Extensão
Pareamento DNA - RNA
Alongamento
• O pareamento de bases complementares é a base 
da transcrição.
• Ocorre o desenrolamento da dupla fita de DNA 
(10 a 20 pb) e os nucleotídeos de RNA se ligam de 
acordo com o filamento molde.
• A RNA polimerase adiciona nucleotídeos no RNA 
ao longo da leitura do filamento molde de DNA 
no sentido 3’ para 5’, de forma que sintetiza a 
molécula de RNA no sentido 5’  3’
Tipos de RNA
Codificação
• O RNA é transcrito utilizando apenas um dos 
filamentos da dupla hélice de DNA como molde
• O outro filamento de DNA é chamado de 
filamento codificante porque tem a sequência 
idêntica a do RNA, exceto pela Timina (T) em 
lugar da Uracil (U)
• Vários RNAs podem ser transcritos do mesmo 
filamento molde de DNA simultâneamente
Síntese simultânea de RNA
Terminação
Término da transcrição
• A síntese do RNA continua até a RNA polimerase 
alcançar a seção chamada terminador.
• Sequência terminador AAUAAA
• Neste ponto a RNA polimerase se dissocia do 
DNA
• Um tipo de sequência de término é composta de 
segmentos de AT precedidos por duas sequências 
simétricas de GC em procariotos (terminação 
intrínseca a outra é dependente do fator Rô)
Término da transcrição
• Dois tipos de terminação:
• Terminadores intrínsecos
• Terminadores dependentes do fator (Rho)
Término da transcrição
Terminação Intrínseca
• RNA polimerase passa 
sobre as repetições 
invertidas
• Hairpin inicia a se formar 
no transcrito
• Poli-U:poli-A extensão se 
dobra
• A RNA polimerase e o 
transcrito se dissociam
Terminação dependente de fator 
Rho 
• O fator Rho é uma 
helicase 
dependente de 
ATP
• Catalisa 
desenrolamento do 
híbrido de 
DNA:RNA
Terminação dependente de fator 
Rho 
• Rho liga-se ao 
transcrito no sito de 
carregamento (ρ) 
upstream do 
terminador
• Forma hairpin e a 
polimerase para
• Rho helicase libera 
transcrito e causa 
término
Modificações (processamento) do 
RNA de eucariotos
Processamento do RNA
• Em eucariotos o mRNA deve primeiro sair do 
núcleo para poder ser traduzido a nível de 
citoplasma
• Após a síntese é adicionado na extremidade 5’
do mRNA uma guanosina em orientação 
invertida (5’-5’) – chamada cap
• Alguns nucleotídeos no RNA sofrem metilação
Processamento do RNA
• Na extremidade 3’ uma polimerase especial adiciona 
200 adeninas, formando a “a cauda poli A”
• Além destas modificações, ocorre o splicing –
remoção dos introns (intervening sequence).
• O mRNA antes da remoção dos íntrons e´chamado 
de pré-mRNA
• O introns são removidos por ribozimas (pequenas 
moléculas de RNA) que se associam a proteínas e 
formam o spliceossomo
• Os íntrons e éxons variam em tamanho
“Splicing”
O “splicing” consiste na retirada dos íntrons de
um RNA precursor, de forma a produzir um
mRNA maduro funcional.
Essa excisão dos íntrons do mRNA é um evento
muito importante e requer uma extrema
precisão das enzimas envolvidas no processo. A
falta ou o acréscimo de um único nucleotídeo em
um exon pode levar a uma alteração da fase de
leitura e a produção de uma proteína
completamente diferente da original.
Transcrição
Splicing
Remoção dos Íntrons
Transcrito Primário a Proteína
Splicing alternativo