Processamento de RNA, controle pós transcricional

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Processamento de RNA - Controle pós transcricional
O processamento do RNA é necessário para que haja a correção de alguns erros para fazer
a tradução.Essa etapa de processamento é composta por alguns detalhes que
abordaremos ao longo do estudo. Essa aula foi baseada no livro: “Fundamentos da biologia
celular - 3º Edição.
Região promotora - promove a expressão dos genes,sendo que nem todos os
genes usam TATA BOX (Guanina e timina terminam o TATA BOX) Após sabermos
sobre esse conceito é importante lembrar que a RNA polimerase se liga nessa região
para reconhecer o gene que será transcrito.A primeira cópia de transcrição é
chamado de transcrito primário.
Lembrando que a fita molde é
utilizada para fazer a
transcrição,no sentido 5´3´.
Nessa imagem é possível ver,no
início do RNA uma sequência
chamada CAP: Compostas por
proteínas adicionadas ao início do
RNA.Essa sequência tem duas
funções:Previne a degradação do
RNA na porção 5´ do RNA e indica
o início do RNAm para os
ribossomos depois do
processamento (tradução).
No final da cadeia do RNA há a
presença de PoliA - composição de várias adeninas - há o reconhecimento do final do
RNA que será transcrito para fazer a tradução.Outra função também é ajudar na
preservação do RNA.O RNA é capeado pela adição de um nucleotídeo atípico – um
nucleotídeo guanina
(G) com um grupo
metila associado.
Esse capeamento
ocorre após a
RNA-polimerase ter
sintetizado um
fragmento de
aproximadamente 25
nucleotídeos de RNA,
muito antes que a
transcrição do gene esteja completa.Vale lembrar que no DNA a metilação causa o
silenciamento enquanto no RNA ele causa esse capeamento. A guanina metilada
representa a sinalização do local do capeamento.
As primeiras trincas que codificam serina no RNA são
compostas pela adição do grupamento fosfato nos
mostram que podemos iniciar a segunda fase do
processamento,este é chamada de splicing.
Splicing
é definido como retirada de introns,ou seja, o RNA
que será lido,será composto apenas por éxons.O
processo de remoção dos íntrons, chamado splicing,
converte o pré-mRNA em mRNA maduro e precisa
ocorrer com grande precisão, evitando a perda
ou adição, ainda que de apenas um nucleotídeo, nos
sítios de junção de éxons.
As reações de retirada de íntrons
são promovidas por uma grande
“máquina” molecular, chamada spliceossomo, complexo com cerca de 150 proteínas
e 5 snRNAs (tamanho equivalente ao um ribossomo).Os cinco RNAs (U1, U2, U4, U5 e
U6) são chamados, conjuntamente,de pequenos RNAs nucleares (snRNAs, small
nuclear RNAs). Estes complexos RNA-proteína são
chamados de pequenas proteínas
ribonucleares (snRNPs, small nuclear ribonuclear proteins).
As snRNPs desempenham três funções no processamento:
1. Reconhecem o sítio de processamento 5' e o sítio de
ramificação;
2. Aproximam esses sítios;
3. Catalisam (ou auxiliam a catálise) a clivagem do RNA e as
reações de religação.
Poliadenilação
● O evento final do processamento do RNA, a
poliadenilação da extremidade 3'
do mRNA, está intimamente relacionado ao término da
transcrição.
● A cauda CTD da polimerase está envolvida no
recrutamento das enzimas
necessárias para a poliadenilação
● Quando a polimerase chega ao fim de um gene, ela
encontra sequências
específicas que, após serem transcritas em RNA,
desencadeiam a
transferência das enzimas de poliadenilação para esse
RNA, levando à:
1. Clivagem do RNAm;
2. Adição de vários resíduos de adenina àsua
extremidade 3';
3. Degradação do RNA remanescente associado à
RNA-polimerase por
uma ribonuclease 5'-3';
4. Término da transcrição.
A cauda poliA é exclusiva dos transcritos produzidos
pela polimerase II.
Splicing alternativo
A retirada de íntrons e a emenda dos éxons compõem um passo
crucial do processamento do RNA em eucariotos.
● As células utilizam o processamento do RNA como uma importante forma de
regulação da expressão gênica. Tal mecanismo é denominado "Splicing“ alternativo
(união) e consiste em selecionar os éxons que serão emendados e rearranjados para
compor o RNAm final.Permite, que
diferentes proteínas sejam produzidas a
partir de um mesmo gene, elevando o
potencial de codificação de seus genomas
– aumento da variabilidade
proteica.
Transcrição - acúmulo do RNAm
correspondente no citoplasma da célula –
disponibilidade para a tradução.
● RNAms possuem “vida útil” - após certo tempo tais moléculas precisam ser
eliminadas.
● Se os RNAms não fossem degradados, a quantidade no citoplasma atingiria
níveis altíssimos, inviabilizando o funcionamento celular.
● O controle da estabilidade do RNAm de um dado gene é um importante
mecanismo de regulação de sua expressão.O principal processo de degradação do
RNAm, é iniciado pela remoção da cauda poliA e é denominado desadenilação.
● Em seguida ao processo de
desadenilação,ocorre a remoção do capacete
presente na extremidade 5’ do RNAm, realizada
por um conjunto de proteínas e fatores.
● Após a retirada das estruturas de proteção o
transcrito é rapidamente degradado por
enzimas denominadas exonucleases.
Ao passar por esse processo, os RNAm são
exportadas pelas exportinas para o citosol da
célula para fazer a tradução.
A partir do momento em que um RNAm se
encontra no citoplasma, seu processo de
tradução também pode ser regulado.
A regulação pode ser mediada por pequenos RNA´s
↓
Pareamento de uma sequência curta de RNA com uma sequência alvo de RNAm.
Essa regulação tem como função:
● Inibição da tradução;
● Degradação do RNAm
Essa regulação pode ser feita por: MicroRNA(pequenos RNAs NÃO codificantes que
funcionam como reguladores traducionais da expressão gênica) - A partir do próprio
genoma (endógeno) e siRNA - Originados de genomas exógenos: virais,transposons ou
sintetizados em laboratórios.
Tradução
Iniciação em eucariotos - A sequência iniciadora é
detectada pela varredura no mRNA (O primeiro AUG da
extremidade 5´,será o códon de iniciação).
Alguns fatores influenciam nesse processo pós
transcricional.
Os microRNAS podem controlar/bloquear a
tradução,esse
é denominado o controle pós transcricional. Podem ser
bloqueados antes de traduzidos.
O ligamento de 4E no CAP promove um
desempacotamento de RNAm.
Nesse processo, uma proteína reconhece
o cap da extremidade 5’ dos mensageiros
eucarióticos, enquanto que outros fatores
proteicos desfazem dobramentos no início
do mensageiro.
Há a promoção do desenrolamento.
O maior intuito do fator é encontrar o AUG
para que encontre onde há de começar a
tradução.
Os fatores são liberados após encontrar o
início da tradução, o AUG.
Os microRNAs podem interferir na
tradução,bloqueando/ silenciando esse
processo.Isso ocorre pela degradação do RNA
pelo miRNA ou pelo bloqueio de leitura.
o RNA é cortado enquanto está no núcleo e
assim é exportado para o citosol,onde é
clivado pela enzima Dicer para formar miRNA
apropriado. O argonauta, em conjunto com
outros componentes de RISC, inicialmente
associa-se a ambas fitas de miRNA, então cliva
e descarta uma delas. A outra fita guia RISC
para mRNAs específico pelo pareamento de bases .Se a combinação RNA-RNA for
extensa,como visto muitas vezes em plantas,Argonauta civa o RNAm-Alvo,induzindo
a sua rápida degradação. Nos mamíferos, a combinação de miRNA e mRNA
frequentemente não se estende além da curta região ‘semente’ de sete nucleotídeos
próxima da extremidade 5´ do miRNA. Esse pareamento de bases menos extenso
induz a inibição da tradução, a desestabilização do mRNA e a transferência do mRNA
para os corpos P,nos quais finalmente é degradado.
Controle pós transcricional
A taxa final de síntese de uma proteína pode, em
princípio,ser controlada em qualquer das etapas,listadas em
letras maiúsculas.Além disso, o splicing de RNA,a edição
de RNA e a tradução recodificada também podem alterar a
sequência de aminoácidos em uma proteína,tornando
possível para a célula produzir mais de uma variante proteica
a partir do mesmo gene.Somente algumas das etapas
descritas aqui provavelmente sejam importantes para a
regulação de qualquer proteína em particular.
Interferência de RNA
Os RNAs deinterferência de fita simples são gerados a partir
de RNAs de fita dupla.Eles localizam o RNAs-alvo por meio
de pareamento de bases e,nesse ponto,como
mostrado,vários destinos são possíveis.Existem vários tipo
de interferência de RNA:a forma como o RNA de fita dupla é
produzido e processado e o destino final de RNA-alvo
dependem do sistema em particular.
Níveis de regulação gênica
1.Pré transcricional: controle do grau de compactacão do
DNA;
2. Transcricional:Controle dos processos de síntese de
RNAm.
3.Processamento de RNAm:Controle dos processos de
maturação do RNA mensageiro
4.Transporte de RNAm:Controle da exportação do RNAm
a partir do núcleo em direção ao citosol;
5.Estabilidade do RNAm:Controle de degradação das
moléculas de RNAm.
6.Traducional:Controle dos processos de tradução da fita
de RNAm em proteínas pelos ribossomos.
7.Atividade da proteína: Controle sobre a
ativação,desativação,degradação ou endereçamento para
o compartimento correto.