resumo Transcrição e Processamento do RNA

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Transcrição e Processamento do RNA – Genética I 
 
 
@bomdialaura 
Transcrição e 
Processamento do RNA 
• Está codificada a informação que especifica cada um dos 
produtos gênicos que o organismo consegue fazer; 
• Também contém informação que especifica quando, 
como e onde grande parte do produto é produzido → 
informação estática; 
• Para a informação ser utilizada é necessária a síntese de 
uma molécula intermediária, que é uma cópia de um gene 
distinto com o uso da sequência do DNA como via: RNA 
→ transcrição; 
• O RNA é produzido por meio de um processo que copia 
a sequência de nucleotídeos do DNA; 
• A síntese do RNA é denominada transcrição. Diz-se que 
o DNA é transcrito em RNA, e o RNA é denominado 
transcrito; 
 
• No RNA a pentose é a ribose = açúcar; 
• No RNA, a uracila substitui a timina → pirimidinas; 
• O RNA é linear; 
• A função do DNA e do RNA durante a transcrição tem 
por base dois princípios: 
֍ A complementaridade de bases é responsável pela 
determinação da sequência do transcrito de RNA na 
transcrição. Por meio do pareamento das bases 
complementares, a informação codificada no DNA 
passa para o RNA, e os complexos proteicos 
associados aos ncRNA são guiados até regiões 
específicas no RNA para regular a sua expressão; 
֍ Determinadas proteínas reconhecem sequências de 
bases específicas no DNA e no RNA. Essas proteínas 
de ligação a ácidos nucleicos se ligam a essas 
sequências e atuam nelas; 
• Propriedades do RNA: 
֍ Presença do açúcar ribose; 
֍ Cadeira unifilamentar de nucleotídeos → mais flexível, 
forma uma variedade maior de formas moleculares 
tridimensionais; 
֍ Bases adenina, guanina, citosina e uracila; 
֍ Pode catalisar reações enzimáticas. A denominação 
ribozima foi cunhada para as moléculas de RNA que 
atuam como enzimas proteicas; 
• Processos de transferência de informação: 
 
Expressão gênica em 
procariotos e eucariotos 
 
Transcrição e Processamento do RNA – Genética I 
 
 
@bomdialaura 
• Nos organismos procariotos, quando o cromossomo é 
copiado/transcrito, o RNA entra em contato com as 
máquinas das células que produzem as proteínas → 
ribossomos; 
• Nos eucariotos, o processo de replicação e transcrição 
vai ocorrer dentro do núcleo da célula. Antes de passar a 
informação do RNA para o citoplasma onde será feita a 
tradução, haverá um processamento; 
Classes de RNA 
• RNAs informacionais: intermediários no processo de 
decodificar genes em cadeias proteicas; 
֍ mRNA: RNA mensageiro → em relação à vasta 
maioria dos genes, o transcrito de RNA é apenas um 
intermediário necessário para a síntese de uma 
proteína, que é o produto funcional final que 
influencia o fenótipo; 
• RNAs funcionais: nunca são traduzidos em polipepitídeos 
→ são o produto funcional final; 
֍ tRNA: RNA transportador → são responsáveis por 
transportar o aminoácido correto até o mRNA no 
processo de tradução; 
֍ rRNAs (RNA ribossomal) + diversas proteínas = 
ribossomos → são os principais componentes dos 
ribossomos, que são • • • grandes máquinas 
macromoleculares que guiam a montagem da cadeia 
de aminoácidos pelos mRNA e tRNA; 
o “máquinas” de síntese de proteínas; 
֍ snRNAs: pequenos RNAs nucleares → são parte de 
um sistema que processa adicionalmente os 
transcritos de RNA nas células eucariotas. Alguns 
snRNA se unem a diversas subunidades proteicas 
para formar o complexo ribonucleoproteico de 
processamento (o spliceossomo) que remove os 
íntrons dos mRNA eucariótico; 
o recomposição (splicing) de transcritos primários 
no núcleo; 
֍ scRNAs: pequenos RNAs citoplasmáticos; 
o dirigem o tráfego de proteínas dentro das 
células; 
o “endereçamento”; 
֍ RNAi: RNA de interferência; 
Funcionamento do DNA e 
RNA 
1- Bases complementares → pontes de hidrogênio → 
formam estruturas bifilamentares; 
2- Reconhecimento de sequencias de bases uni ou 
bifilamentares por proteínas especificas de ligação a 
ácidos nucleicos; 
Visão geral: o DNA como 
modelo da transcrição 
• Depende do pareamento complementar de bases; 
1- Os dois filamentos da dupla-hélice de DNA são 
separados localmente e um dos filamentos separados 
atua como molde para a síntese de RNA. No 
cromossomo em geral, ambos os filamentos de DNA 
são utilizados como moldes, mas, em qualquer gene, 
apenas um filamento é utilizado e, naquele gene, é 
sempre o mesmo filamento, com início na 
extremidade 3′ do gene-molde; 
2- Os ribonucleotídios que foram sintetizados 
quimicamente em outro local na célula formam pares 
estáveis com suas bases complementares no molde. 
O ribonucleotídio A pareia com T no DNA, G com C, 
C com G e U com A. Cada ribonucleotídio é 
posicionado oposto à sua base complementar pela 
enzima RNA polimerase → liga ao DNA e se 
movimenta ao longo dele, ligando os ribonucleotídios 
alinhados para produzir uma molécula crescente de 
RNA; 
• Durante a síntese, o crescimento do RNA é sempre no 
sentido 5′ para 3′ → o filamento-molde deve estar 
orientado de 3′ para 5; 
 
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• À medida que a molécula de RNA polimerase se 
movimenta ao longo do gene, ela desenrola a duplahélice 
de DNA à sua frente e enrola novamente o DNA que já 
foi transcrito; 
• Conforme a molécula de RNA é progressivamente 
alongada, a extremidade 5′ do RNA é deslocada do molde 
e a bolha de transcrição se fecha atrás da polimerase; 
A transcrição é assimétrica 
 
 
• Ocorre em apenas um dos filamentos do DNA; 
• Não necessariamente o mesmo ao longo de todo o 
cromossomo; 
• Filamento molde → forma o transcrito; 
• O gene 1 é transcrito a partir do filamento inferior. A RNA 
polimerase migra para a esquerda, lendo o filamento-
molde no sentido 3′ para 5′ e sintetizando RNA no sentido 
5′ para 3′. O gene 2 é transcrito no sentido oposto, para 
a direita, tendo em vista que o filamento superior é o 
molde. Na medida em que a transcrição prossegue, a 
extremidade 5′ do RNA é deslocada do molde conforme 
a bolha de transcrição se fecha atrás da polimerase. 
• Na medida em que o gene 1 é transcrito, o grupo fosfato 
na extremidade 5′ do ribonucleotídio (U) que entra liga-se 
à extremidade 3′ da cadeia de RNA em crescimento. S = 
Açúcar. 
Síntese dos RNAs 
• Procariotos (na maioria deles): 
֍ RNA Pol: sintetiza todos os tipos de RNAs; 
• Eucariotos: 
 
֍ RNA Polimerase I: sintetiza rRNAs; 
֍ RNA Polimerase II: sintetiza mRNAs; 
֍ RNA Polimerase III: sintetiza tRNAs, snRNAs, scRNAs; 
Atuação da RNA Polimerase 
 
 
• Crescimento do RNA: 5’→3’; 
֍ Os nucleotídeos são sempre adicionados na ponta 
crescente 3’; 
• Requer molde; 
֍ O molde deve estar 3’→5’; 
• Não requer iniciador; 
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֍ Reconhece uma sequência promotora no início do 
gene; 
A maquinaria de transcrição 
em eucariotos 
 
 
• RNA polimerase II (>10 sub-unidades) + 
֍ Fatores de transcrição basais; 
֍ Ativadores e inibidores da transcrição; 
Início da Transcrição 
 
• Molécula iniciadora: ATG; 
• Frequência de bases: 
 
• Promotores eucarióticos: 
֍ TATA box → é o sítio do primeiro evento na 
transcrição: a ligação da proteína de ligação a TATA; 
֍ GC box; 
֍ Elementos regulatórios; 
֍ Enhancers; 
 
• Cascatas de sinalização e ativação/repressão da 
transcrição em eucariotos: 
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• Iniciação em procariotos: 
֍ A RNA polimerase normalmente se liga a uma 
sequência de DNA específica, denominada promotor, 
localizada próximo do início da região transcrita; 
֍ Tendo em vista que o promotor deve estar próximo 
da extremidade do gene na qual a transcrição tem 
início, diz-se que ele está na extremidade 5′ do gene; 
portanto, a região promotora também é denominada 
região reguladora 5′ 
֍ A primeira base transcrita está sempre na mesma 
localização, designada sítio de iniciação. É feita 
referência ao promotor como upstream do sítiode 
iniciação → sinal positivo; 
֍ Sítio downstream estaria localizado posteriormente 
no sentido da transcrição → sinal negativo; 
֍ A RNA polimerase bacteriana que procura no DNA 
uma sequência promotora é denominada holoenzima 
RNA polimerase → composto pelas cinco 
subunidades do cerne da enzima (duas subunidades 
α, uma β, uma β′ e uma ω), mais uma subunidade 
denominada fator sigma (σ).; 
 
 
Etapas da transcrição do 
mRNA 
• Em procariotos: 
֍ Reconhecimento do promotor; 
֍ Iniciação; 
֍ Elongação; 
֍ Terminação; 
֍ Nos procariotos o mRNA formado (transcrito primário) 
é utilizado diretamente no processo de síntese de 
polipepitídeos; 
• Em eucariotos: 
֍ Reconhecimento do promotor; 
֍ Iniciação; 
֍ Elongação; 
֍ Terminalção; 
֍ Processamento do pré-mRNA; 
• Processamento do mRNA eucariótico: 
֍ Adição do CAP no 5’; 
֍ Retirada dos introns; 
֍ Adição da cauda poli A no 3’; 
Passos 
1- Início; 
֍ Complexo promotor fechado; 
֍ Complexo promotor aberto; 
֍ A RNA polimerase I transcreve os genes de rRNA 
(excluindo o rRNA 5S); 
֍ A RNA polimerase II transcreve todos os genes 
codificadores de proteínas, em relação aos quais o 
transcrito final é o mRNA, e transcreve alguns snRNA; 
֍ A RNA polimerase III transcreve os pequenos genes de 
RNA funcional (tais como os genes para tRNA, alguns 
snRNA e o rRNA 5S); 
֍ A transcrição tem início em procariotos quando a 
subunidade σ da holoenzima RNA polimerase 
reconhece as regiões —10 e —35 no promotor de 
um gene; 
֍ Os GTF e o cerne da RNA polimerase II constituem o 
complexo de pré-iniciação (PIC); 
 
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• Fatores de transcrição: 
 
֍ Fatores = TFII (transcription fator for polimerase II); 
o Posicionam a RNA polimerase corretamente no 
promotor; 
o Auxilia a separação das fitas de DNA; 
o Permitem a liberação da RNA Pol do promotor 
quando a transcrição inicia; 
֍ TFIID: associa ao TATA; 
֍ TFIID = TBP (TATA binding protein): quando liga ao 
DNA provoca distorção que marca a localização de 
um promotor ativo; 
֍ TFIIH: contém DNA helicase e proteína quinase 
(fosforila a cauda da RNA pol); 
• A fosforilação da RNA pol II determina mudanças na 
associação da maqiuinaria de processamento; 
 
֍ O domínio C-terminal (CTD) da RNA pol II: 
 
֍ Essa cauda carboxílica CTD: coordena eventos do 
processamento do RNA; 
2- Alongamento: 
֍ Trifosfatos de nucleosídeos (NTPs) na presença de 
Mg2+ → substrato para a enzima; 
֍ Energia: quebra do trifosfato → PPi; 
 
3- Término: 
 
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֍ Formação da alça em grampo → sinal para a 
liberação de RNA Pol 
o Sinal para a liberação de RNA Pol; 
o Término direto: 40pb → techo rico em CG e 
fileira de 6 ou mais Adenosinas (As); 
• Processamento co-transicional do pré-mRNA: 
 
• Adição de CAP → por Guaniltransferase: ligação reversa: 
de 5’ para 5’; 
֍ CAP: 7-MetilGuanosina ligada à ponta do transcrito 
por uma ligação trifosfato; 
 
֍ Funções do CAP: 
o Reconhecimento do mRNA por proteínas 
envolvidas na tradução; 
o Proteção contra degradação por 
endonucleases; 
• Retirada dos introns (splicing); 
 
 
֍ Catalisa as reações de transesterificação; 
֍ Spliceossomo – complexo de RNAs associado a 
proteínas snRNPs: U1, U2, U4, U5, U6; 
֍ Ribonucleoproteínas nucleares → reconhecimento 
de sítios de splicing nas extremidades 5’ e 3’ nos 
limites exon-intron; 
 
 
• Splicing → complexa maquinaria catalisadora; 
 
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֍ Duas reações sequenciais de transesterificação 
(transferência de fosforil); 
• Participação dos snRNP na reação de splicinng: 
 
 
֍ Interações de snRNAs com pontos de corte;