RNA: Estrutura e Função

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Camila Mariana Castro de Oliveira 
 Medicina Nove de Julho 
 BCM 2- Biologia molecular 
 
 
➛ As moléculas de ácido ribonucleico (RNA) são 
polímeros constituídos por 4 tipos de nucleotídeos que 
diferem quanto as bases nitrogenadas 
➛ Duas diferenças básicas quando comparado ao DNA: 
 ✓ Açúcar do RNA: ribose – grupo OH adicional, 
localizado no carbono 2 (açúcar do DNA: desoxirribose) 
 ✓ Base pirimídica uracila está presente no lugar da 
timina 
 
 
➛ Polímero composto de 4 tipos diferentes de 
(ribo)nucleotídeo (A, U, G, C) – difere do DNA pois 
contem Uracila e não Timina 
➛ Ribonucleotideos ligados por ligações fosfodiester 
(açúcar-fosfato) 
➛ Fita simples (formas tridimensionais) – pode 
parear/se dobrar 
➛ Sintetizado de forma complementar a fita-molde de 
DNA 
 Obs: enquanto no DNA a função é somente guardar 
informações, o RNA possui diversas funções estruturais, 
reguladoras e catalíticas 
 
 
➛ A primeira etapa executada pela célula para ler a 
informação necessária a partir de suas instruções 
genéticas é a cópia de um segmento especifico da 
sequência de nucleotídeos do DNA – um gene – sob a 
forma de uma sequência de nucleotídeos de RNA 
➛ Vantagens: 
 ✓ Regulação da expressão 
 ✓ Tipos diferentes de RNAs com funções distintas 
 ✓ Diferentes tipos de proteínas 
➛ A informação, na forma de RNA, embora copiada 
em uma forma química distinta, ainda é 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 é a transcrição 
➛ Unidade transcricional: sequencias de nucleotídeos de 
DNA que codifica uma molécula de RNA e as 
sequencias necessárias para a transcrição 
 
 
 
 
O processo se inicia com a abertura da dupla-hélice 
de DNA; após esse momento, uma das fitas atuara 
como molde para a síntese de RNA.. Os ribonucleicos 
são adicionados um a um, sendo a sequência 
nucleotidica da cadeia determinada pelo pareamento 
com a fita molde. 
 
 Camila Mariana Castro de Oliveira 
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 BCM 2- Biologia molecular 
 
 
➛ A célula pode controlar a expressão de cada um de 
seus genes de acordo com a necessidade do momento 
➛ Cada gene pode ser transcrito e traduzido sob taxas 
diferentes, permitindo que a célula sintetize enormes 
quantidades de certas proteínas e mínimas quantidades 
de outras 
➛ Os genes podem ser expressos em diferentes 
graus de eficiência 
 
➛ As RNA polimerase são enzimas que catalisam a 
síntese de RNA tendo como molde uma fita de DNA 
➛ Esse processo é denominado de transcrição 
 ✓ Ao contrário das DNA polimerases, as RNA 
polimerase são capazes de iniciar uma nova cadeia de 
RNA a partir de um molde de DNA, sem precisar de 
iniciador (primer) 
➛ Os procariontes possuem apenas um tipo de 
polimerase do RNA 
➛ Os eucariontes possuem três tipos de RNA 
polimerase 
 ✓ RNA polimerase 1: sintetizam partes do RNA 
ribossômico 
 ✓ RNA polimerase 2: sintetizam todos os RNA 
mensageiros (dão origem as proteínas) 
 ✓ RNA polimerase 3: sintetiza partes do RNA 
ribossômico 
 
 
 
 
 
➛ Procarioto: 
 ✓ Uma RNA polimerase que sintetiza uma fita de 
RNAm com todo o material genético 
 ✓ Única região promotora – se encontra com DNA 
circular – local que a RNA polimerase se liga 
 ✓ Carrega a informação de um conjunto de genes 
que são transcritos em uma molécula única de RNAm 
que carrega a informação para várias proteínas distintas 
 ✓ Contém um único tipo de RNApoli 
➛ Eucarioto: 
 ✓ Carrega informações de apenas um gene e, 
portanto, codifica ou para uma única molécula de RNA, 
ou para uma única proteína 
 ✓ Uma região promotora para cada gene (vários) 
 ✓ Contem três tipos de RNApoli 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
No material genético (DNA): 2 fitas 
➛ Codificadora: fita que está a informação 
genética 
➛ Molde: fita em que a RNA polimerase se liga 
para fazer a cópia da fita codificadora 
 - A RNApoli sempre se liga a fita oposta em que 
está a informação genética 
Só podem sintetizar RNA na direção 5’-3’, portanto 
deve usar a fita que estiver na direção 3’-5’ como 
molde, necessariamente 
A RNApoli 1 e 3 transcrevem genes que codificam os 
RNAt, RNAr e vários outros que desempenham papeis 
estruturais e catalíticos. A RNApoli 2 transcreve genes 
que codifica o RNAm (mais importante) 
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➛ Um promotor é uma região do DNA que inicia a 
transcrição de um determinado gene 
➛ Os promotores estão localizados perto do sitio de 
início da transcrição de genes, na mesma fita e a 
montante do DNA (para 5’ da fita código) 
➛ RNA polimerase + fator sigma (holoenzima) – 
trabalham juntos 
 ✓ Cofator inorgânico (Mg) 
 ✓ Ativa na presença do fator sigma 
 ✓ Promotor: local de ligação do fator sigma 
 ✓ RNA polimerase: 
 - abertura da dupla-helice 
 - liberação do fator sigma 
 - polimerização 
✓ 
✓ Reconhecimento do molde de DNA pelo promotor 
 ✓ Complexo de iniciação: abertura da fita dupla do 
DNA 
 ✓ Alongamento da cadeia de RNA: incorporação dos 
ribonucleotideos 
 ✓ Terminação: reconhecimento da sequência 
terminadora. Liberação do complexo RNApoli, a 
molécula de RNA sintetizada e o DNA hélice dupla 
➛ O processo termina quando chega na região 
terminadora
➛ As RNApoli de eucariotos necessitam da assistência 
de um grande número de proteínas acessórias – 
“fatores gerais de transcrição” se associam a cada 
promotor, em conjunto com a polimerase, dando início 
a transcrição 
➛ No citoplasma: proteína “fator de transcrição” – 
quando acionado migra para o núcleo e se liga ao gene 
que ele comanda – proteína sinal que identifica a região 
para a RNA polimerase (p/ que ela se ligue na fita 
molde, copiando informação da fita codificadora) 
➛ Região promotora: vários locais que esses fatores se 
liguem 
 
 
 
 
 
➛ Domínio carboxi-terminal (CTD) 
 ✓ A fosforilação de CTD faz com que componentes 
da maquinaria do processamento do RNA se acumulem 
Fator de transcrição: reconhecem os promotores e 
formam um complexo com várias outras proteínas 
que é responsável por recrutar a RNApoli para o inicio 
da transcrição 
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sobre a RNApoli e estejam próximos para modificar o 
RNA recém-transcrito assim que ele emergir da RNApoli 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
➛ É o processo que ocorre antes do RNAm ser 
exportado para o citoplasma 
1) Capeamento da extremidade 5’: CAP-5’ 
 ✓ Ocorre a modificação da extremidade 5’ do 
transcrito de RNA – RNA é capeado pela adição do 
nucleotídeo Guanina contendo um grupo metila que é 
ligado a extremidade 5’ da fita 
 ✓ Ocorre logo que a extremidade 5’ emerge 
 - Retirada de um fosfato 
 - Adição de uma Guanosina Monofosfato (GMP) 
 - Metilação do GMP 
Obs: isso ocorre para que haja proteção para a 
extremidade não ser degradada pelas RNAse 
2) Splicing: 
 ✓ Retirada dos introns da estrutura da fita do RNA e, 
consequente, união dos exons para formar o RNAm 
 ✓ Enorme gasto energético (ATP) 
 ✓ Reação de transesterificação – romper duas 
extremidades e emendar elas✓ Spliceossomos: snRNAs: U1, U2, U4, U5, U6 – 
reconhecem as sequencias para que o splicing ocorra 
 - Formação de snurps: snRNA + proteínas 
(responsáveis pela retirada) 
Obs: éxons – estruturas funcionais; guardam as 
informações – não são liberados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3) Poliadenilação: adição de uma cauda Poli-Adenina na 
extremidade 3’ pela enzima Polimerase poli-A 
 ✓ É o processo de inserção de uma estrutura 
especial na extremidade 3’ do RNAm 
 ✓ Essa extremidade é inicialmente clivada por uma 
enzima que corta a cadeia de RNA em uma sequência 
Importante: quando o TFFII-D se liga ao TATA box, 
os demais se organizam com a RNApol-2 e formam 
um complexo de iniciação de transcrição. 
 ✓ Após ela se posicionar sobre o promotor, a 
RNApol-2 deve ser liberada do complexo de iniciação 
– para que ocorra essa liberação é essencial a adição 
de grupos fosfatos a sua “cauda”. 
 ✓ Quando se inicia a transcrição, muitos fatores 
gerais de transcrição se dissociam do DNA, tornando-
se disponível para outro processo transcricional. 
 ✓ Quando a RNApol-2 termina a transcrição, ela 
também é liberada do DNA, os fosfatos de sua cauda 
são removidos por proteínas-fosfatases. 
Obs: os transcritos de diversos genes eucarióticos 
podem ser processados por splicing sob diferentes 
formas – esse splicing alternativo permite que 
diferentes proteínas sejam produzidas a partir de um 
mesmo gene 
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determinada de nucleotídeos 
 ✓ O RNAm é modificado por outra enzima que 
adiciona nucleotídeos Adenina à extremidade cortada 
(cauda Poli-A) 
 
 
 
 
 
 
➛ As células produzem diversos tipos de RNA a partir 
da transcrição do DNA 
 ✓ Maioria dos genes: RNA codificantes 
 - Será traduzido em uma proteína 
 - RNAm 
 ✓ Minoria dos genes: RNA não-codificantes 
 - Não será traduzido em uma proteína 
 - RNA é o produto final 
 - Função catalítica ou estrutural (fita simples com 
formas tridimensionais) 
 - RNAr, RNAt, microRNA, siRNA, snRNAs 
➛ RNAm: codificam proteínas 
➛ RNAr: formam a região central da estrutura do 
ribossomo e catalisam a síntese proteica 
➛ RNAmicros: regulam a expressão dos genes 
➛ RNAt: usados como adaptadores entre o RNAm e os 
aminoácidos durante a síntese proteica 
➛ RNAs não codificadores: usados no splicing do 
RNAm, na regulação genica, na manutenção de 
telomeros e em diversos outros processos celulares 
 
 
As modificações – capeamento e 
poliadenilação – aumentam a estabilidade de 
uma molécula de RNAm, facilitando a sua 
exportação para o citoplasma