Transcrição e processamento de RNA

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Transcrição e processamento de RNA
- DNA -> RNA
- Nossas células têm enzimas que fazem transcrição -> 3 RNA polimerases
- Apenas vírus de DNA que replicam no citoplasma codificam DNA pol
- os outros usam as DNA polimerases da própria célula
- Transcrição é o primeiro evento biossintético que acontece em células infectadas por
vírus de DNA dupla fita
- A replicação do DNA viral sempre requer a síntese de no mínimo uma proteína viral
(não consegue replicar o DNA sem antes produzir mRNA e proteína)
- adenovirus
- herpes simplex
- polyoma
- vírus que não são dupla fita de DNA precisam fazer outras coisas
- Conversão do genoma viral para templates que podem ser usados para transcrição
- Hepadnavirus: reparação do DNA
- Parvovírus: simples fita -> precisa fazer uma segunda fita de DNA
- Retrovírus: faz a transcrição reversa
Transcrição
- promotor: específica onde a síntese do RNA vai começar
- isso acontece no núcleo, exceto para os vírus maiores
- há um CAP já na transcrição -> m7gpppNp
- faz um pré-RNA que nao é poliadenilado e tem introns
- Faz a poliadenilação, faz o splicing e exporta o RNA para fora do núcleo
- RNAs que não sofrem splicing não são exportados para fora do núcleo
- Alguns genomas de vírus saem sem sofrer splicing
- Tem um tempo de meia vida -> determinado por sequências no RNA
- Regulação da transcrição
- promotor
- sequência iniciadora: fica ao redor do sítio de início da transcrição
- existem muitas sequências controle envolvidas no controle da transcrição
- sequência TATA - tf2dd -> recrutamento da polimerase para iniciar a
síntese
- sequências regulatórias distantes
- enhancers e silencers -> regulam a transcrição
- estão mais distantes do sítio de início da transcrição
- Adenovírus: múltiplos promotores -> major late promoter -> é ativado tardiamente
na infecção
- tem a sequência “early”, que é utilizada mais cedo na transcrição
- SV40 -> três sítios de iniciação distintos
- proteínas regulatórias se ligam a sequências específicas e ajudam a regular
a transcrição
- Complexo de iniciação
- proteínas que se ligam a enhancers
- tfii2 -> se liga a tata
- RNA polimerase forma um complexo com todas as proteínas que se
ligam ao promotor e isso inicia a transcrição
- existem outras proteínas que se ligam aos boxes regulatórios ao longo do
DNA
- proteínas que se ligam aos enhancers se ligam as proteínas do
promotor e ajudam a estabilizar a promover a síntese do RNA
- Proteínas que regulam transcrição
- proteínas virais ou do hospedeiro que se ligam ao DNA
- moléculas virais co-ativadoras (não se ligam ao DNA mas podem
modular a transcrição)
- muitos co-ativadores modulam a estrutura dos templates de
nucleossomos
- tem domínios específicos no DNA aos quais se ligam para modular a
transcrição
- A transcrição “early” do adenovírus precisa de uma proteína E2F
- precisa se ligar aos promotores do DNA do adenovírus
- forma um dímero com Dp-1
- se liga a uma proteína Rb -> se liga ao dímero e inibe a transcrição -> faz
as histonas se enrolam mais fixamente ao DNA (desacetilação de histonas)
- o primeiro RNA feito codifica a E1A que vai se ligar a Rb impedindo que
ela se ligue a E2F -> o dímero pode se ligar ao DNA e a transcrição pode
proceder.
- precisa fazer essa proteína antes de começar a transcrição de outros
genes
- Retrovírus simples -> todas as proteínas que usam vem do hospedeiro
- Apenas uma proteína viral + proteínas do hospedeiro -> retrovírus complexos,
parvovírus, papillomavirus, polyomavirus
- Mais de uma proteína viral + proteínas do hospedeiro -> adenovírus, herpes vírus
- Todos os componentes da transcrição são virais -> poxvirus
- Regulação da transcrição por proteínas virais
- auto regulação positiva
- genoma DNA entra no núcleo
- o promotor faz o mRNA
- a proteína feita volta e se liga a região do promotor e aumenta a
produção desse mesmo mRNA
- proteína X promove a transcrição do gene X
- regulação em cascata
- um promotor é reconhecido e há a produção de um mRNA que é
traduzido em proteína
- essa proteína ativa um segundo promotor mais a frente do DNA,
promovendo a transcrição de outro gene
- proteína X promove a transcrição do gene Y
Programas de transcrição viral
- SV40 (polyomavirus)
- DNA dupla fita circular
- esse genoma está enrolado em nucleossomos
- duas fases: early e late
- uma única origem de replicação
- left: early
- righ: late
- só é possível com a large T
- primeiro mRNA feito vai codificar a proteína large T
- LT é essencial para a replicação do DNA
- proteína ligante a origem de replicação
- fase late: começa a replicação do DNA
- inibe sua própria síntese -> auto regulação negativa
- os promotores da fase late estão ligados a Ibp (proteína celular) e por isso estão
inativos
- acúmulo de templates de DNA -> dilui a Ibp -> templates não mais ligados a
essa proteína -> fase later é ativada
- os novos templates competem pela Ibp que continua na mesma
concentração
- fase late: produz proteínas do capsídeo
- Adenovírus
- tem um genoma maior que o polyomavírus
- tres fases: tres proteínas virais governam a transição entre as fases
- E1A: feita imediatamente -> se liga a Rb e permite que o dímero E2F se ligue ao
promotor -> permite produção do E2
- fase early 1: produção da E1A
- fase early 2: E2 - requerida para a síntese do DNA viral (assim como a large T)
- fase late: aumenta a transcrição dos genes
- IVa2
- ativa os promotores da fase late -> produção de proteínas estruturais
- Herpesvírus
- immediate early
- precisa de uma proteína viral
- essa proteína é trazida no capsídeo do vírus (VP16) -> se liga ao
immediate early promotor, ativando sua transcrição
- promove a produção de ICP0 e ICP4
- reprimem sua própria síntese
- early
- ICP0 se liga ao promotor e promove a produção das proteínas necessárias
para a replicação
- late
- as proteínas necessárias para a replicação produzidas na fase early
atuam promovendo a replicação do DNA
- depois da replicação do DNA
- produção de proteínas estruturais
Processamento do RNA
- CAP 5’ -> adicionado cedo na síntese do mRNA
- resíduo AG
- resíduos específicos são metilados
- importante para a eficiência da tradução e estabilidade do RNA
- capping enzyme -> separada da polimerase -> recrutada quando a polimerase é
fosforilada -> adiciona o CAP -> após 20 ou 30 bases sintetizadas
- Cauda poli A
- adicionada no núcleo
- tem um sítio no DNA que promove a síntese dessa cauda
- clivagem no pré-mRNA -> uma polimerase poli A faz a síntese - não precisa de
template -> ocorre após a transcrição
- Splicing
- descoberto em vírus
- retirada dos íntrons
- Pré-mRNA era visto ser muito maior que o RNA que era traduzido
- sequências bem conservadas nos íntrons
- tem um ponto de dobramento com uma adenina -> ataca o fosfato -> forma o
laço
- acontece no spliceossomo
- complexo de proteínas e RNAs
- RNAs se hibridizam com sequências do RNA em processamento
- realmente catalisam o splicing
- splicing pode ser constitutivo ou alternativo -> maior variabilidade
- constitutivo: tira todos os íntrons
- alternativo: tira íntrons aleatoriamente e/ou junta os éxons de forma
diferente da constitutiva
- importante para a exportação do RNA para fora do núcleo
- muitas proteínas se ligam ao RNA e permitem que ele seja reconhecido como
maduro e seja exportado
- alguns genomas virais tem que ser exportado para fora do núcleo sem sofrer splicing
para serem integrados no capsídeo
- CTE -> proteínas se ligam a essa região e permitem que ele seja exportado
íntegramente (mesmas proteínas que se ligam ao RNA já feito splicing)
- Rev -> regula a exportação do genoma do HIV
- faz com que a informação codificante de genomas pequenos de DNA seja expandida
- regula a expressão gênica