Aula 02- Trancrição RNA

Prévia do material em texto

Unigranrio – Medicina 
Maria Eduarda Rodrigues 
 
1 
 
 
 
 
O DNA é transcrito para um RNA, onde é 
processado no citoplasma, lido e transcrito 
para proteína. 
 
A transcrição acontece no núcleo e a 
leitura dessa transcrição que é a tradução 
acontece no citoplasma. A fita molde será 
lida e transformada em RNA mensageiro 
(levando a mesma informação da fita 
superior). A região não codificante é 
Introns e Exons são as codificantes. 
Somente a parte codificante forma o RNA 
maduro que será traduzido. 
Para que a transcrição ocorra é necessário 
que : 
- Reconhecimento do local(gene) a ser 
transcrito. A dna polimerase vai encontrar 
sitio que vai começar a produção da 
proteina 
- Abre o DNA e vai formar uma bolha de 
replicação e depois que se mantem aberto 
começa a síntese do rna complemengar 
- Existe um processo de terminação da 
leitura do RNA. 
- Restaura a dupla fita de DNA e ocorre a 
liberação do RNA recém sintetizado. 
 
A parte que parece uma forquilha vai ser 
eliminada e depois iria formar o RNA 
maduro que vai liberado para o citoplasma. 
Transcrição 
-Evento pelo qual uma fita de DNA dá 
origem a uma cópia de RNA; 
- É baseada no pareamento complementar 
de bases 
-O processo é catalisado pela enzima RNA 
polimerase, que auxilia no processo de 
transcrição. 
-Segue regras de complementariedade e 
antiparalelismo; 
-É assimétrica: apenas um filamento do 
DNA de um gene é usado como molde 
para a transcrição . Esse DNA molde tem 
orientação 3’ → 5’ e o RNA é sintetizado 
no sentido 5’ → 3’. 
*Todo gene começa com uma metionina e 
Transcrição e Processamento do 
RNA 
Unigranrio – Medicina 
Maria Eduarda Rodrigues 
 
2 
 
termina com uma das três trincas 
UAA,UAG ou UGA. 
 
 
DIFERENÇAS COM A DUPLICAÇÃO DO 
DNA 
 - Precursores: Ribonucleotídeos 
fosfatados 
 - Apenas uma das fitas do DNA é utilizado 
como molde. 
 - Não existe necessidade de primers. 
- O primeiro nucleotídeo é incorporado 
como trifosfato e os seguintes 
monofostadados 
 - Terminação: Independente ou 
dependente do fator proteico rô (rho). 
Reconhecimento: a primeira etapa é 
quando ocorre o reconhecimento de 
sequências específicas no DNA. Atuação 
essencial do Fator Sigma (s). 
 - Iniciação: quando a hélice dupla do DNA 
é aberta, a partir do rompimento das 
pontes de hidrogênio. - Alongamento: 
quando os ribonucleotídeos são 
incorporados, sucessivamente, originando 
a cadeia nascente de RNA. 
 - Término: a RNA polimerase reconhece 
sinais de término • Direto: segmento do 
molde com 40pb rico em GC • Fator 
proteico adicional r (rho) 
Estrutura do RNA Polimerase 
- Proteína multimérica (Complexa) 
- Ligando-se a 2 sequências específicas de 
nucleotídeos (reconhecendo o promotor) 
- Possue cinco subunidades: 
✓ Duas a – que se grudam ao DNA 
 ✓ beta – sitio de ligação ao 
ribonucleofosfato 
✓ beta ’– região de ligação à fita molde 
 ✓ sigma – função de reconhecimento e 
ligação ao promotor para início da 
transcrição 
b e b ’– catalisam a reação de 
POLIMERIZAÇÃO 
Iniciação da cadeia de RNA 
- A RNA polimerase se liga 
especificamente ao DNA desliza no DNA 
até que a subunidade sigma encontre a 
sequencia -35 do promotor e a -10(Tata 
Box) quando ele encontra essa região ele 
encontra esse promotor e finalmente se 
gruda no DNA e começa a abertura do 
DNA, servem como um placa para avisar 
que logo irá começar a transcrição. 
Alongamento da cadeia de DNA 
A cadeia 5’ para 3’ contêm informação e 3’ 
para 5’ é a fita molde que será lida. 
Esses pares antes da Metionina são 
eliminados, uma das explicações para isso 
é que seria um fator de verificação se a 
cópia está sendo feita corretamente. ( não 
é totalmente comprovada) 
Término da cadeia de RNA 
A terminação independente do fator Rho 
- Apresenta uma pequena porção de DNA 
molde rica em ligações guanina e citosina 
seguida de uma região composta de seis 
ou mais bares de bases AT 
 
 
Transcrição em Procariontes 
Unigranrio – Medicina 
Maria Eduarda Rodrigues 
 
3 
 
 
Terminação Dependente do fator Rho 
Na ausência de região rica em 
AT.Terminações RHO dependente RNA 
contém um sitio de ligação para uma 
proteina chamada de fator RHo 
A proteína rho ( com atividade similar à 
Helicase) se liga ao RNA em sítios de 
ligação específicos e migra na direção 5’ a 
3’ até alcançar o complexo de transcrição 
no sítio de terminação 
 
*Tradução e Transcrição acontecem 
simultâneas 
 
 
 
- Em eucariotos a transcrição é um pouco 
mais complexa que a transcrição em 
procariotos 
-Em eucariotos a transcrição acontece no 
núcleo para depois ser sintetizada a 
proteína pela tradução no citoplasma.Já 
em procariotos, não existe, os dois 
processos acontecem ao mesmo tempo. 
-O RNA transcrito em eucariotos passa por 
uma série de alterações antes de serem 
completamente formados 
- O RNAm de procariotos é instável 
(traduzidos em alguns minutos) e 
policistonicos- vários genes traduzidos ao 
mesmo tempo- e nos eucariotos eles são 
mais estáveis (tradução em várias horas 
ou dias) e monocistonicos- gene por gene 
separado 
-Em procariotos a responsável pela 
transcrição é uma única polimerase, 
enquanto que nos eucariotos o processo é 
conduzido por três tipos de RNA 
polimerase. 
 
-A cromatina deve ser descompactada 
para que os genes sejam transcritos. 
- Em seguida, o pré –mRNA( contém 
íntrons e éxons) deve ser processado para 
a produção do mRNA que, após ser 
transportado para o citoplasma, será 
interpretado para a tradução. 
 -O polipeptídio formado durante a 
tradução é, então, submetido a 
modificações (clivagens e modificações 
químicas) e endereçado ao compartimento 
celular, onde comporá a proteína com 
atividade biológica. 
 
Transcrição em Eucariontes 
Unigranrio – Medicina 
Maria Eduarda Rodrigues 
 
4 
 
 
Cada RNA polimerase é responsável pela 
transcrição de uma classe específica de 
genes. 
 Três são as enzimas eucarióticas: RNA 
polimerases I, II, III; 
São mais complexas que a RNA 
polimerase de procariotos, pois as RNA 
polimerases eucarióticas requerem a 
assistência de outras proteínas 
chamadasfatores de transcrição para 
iniciar a síntese de cadeias de RNA. 
 A RNA polimerase I, está no nucléolo - 
catalisa a síntese dos RNA ribossomais 
(rRNA); 
A RNA polimerase II, transcreve genes 
nucleares que codificam proteínas, 
atuando na síntese do RNA mensageiro 
(mRNA) e da maioria dos genes de 
pequeno tamanho (snRNA) que atuam no 
processo de Splicing; 
A RNA polimerase III, que atua na síntese 
do RNA de transporte (tRNA)- que se 
encarrega de trazer os aminoácidos- e de 
pequenos RNAs. 
Principal enzima na Transcrição dos 
Eucariotos: RNA polimerase II 
• Reconhece e liga-se ao DNA; 
 • Desnatura a fita de DNA; 
 • Mantém a fita dupla aberta;( proteína 
SSB) 
 • Estabiliza a ligação DNA-RNA; 
• Termina a síntese; 
• Restaura o DNA; (girase) 
• Atuam em conjunto com proteínas 
acessórias: fatores de transcrição; 
• Identifica sequências regulatórias de 
inicio de transcrição: promotor. 
Só codifica a fita molde, pois ela é 
complementar a fita que contém as 
informações a serem transcritas, elas que 
estarão no mRNA( informações iguais, só 
trocando timina e uracila). Todo material 
genético é constituído a partir de uma fita 
três para 5. 
- Nas bactérias a polimerase apresentava 
5 frações ( 2 alfas, 2 betas e uma sigma- 
que reconhecia o início) 
- No eucariotos: 
Elementos Cis-atuantes (presentes na 
mesma molécula de ADN). 
 • GC box: situado a -200pb à montante – 
em direção a origem do DNA- do gene. Os 
GC boxes são formados por sequências 5’ 
GGGCGG 3’ e estão relacionados a 
grande parte dos genes 
constitutivos.(pares de guanina e citosina) 
 • TATA box: situado a -35pb à montante 
do gene. semelhante à sequência 
consenso –10 de procariotos (TATAAT). 
Mutaçõesnessa sequência diminuem 
bastante a eficiência do promotor e 
diminuem a taxa de transcrição do gene; 
mutação em TATA não impede o início da 
transcrição, mas desloca seu ponto de 
início. 
 • CAAT box (5’ GGNCAATCT 3’): 
localizado a -80pb do início da transcrição. 
É o maior determinante da eficiência do 
promotor. 
Unigranrio – Medicina 
Maria Eduarda Rodrigues 
 
5 
 
• Além do promotor existem outros 
elementos cis que atuam potencializando 
a transcrição: 
Acentuadores: potencializam a 
transcrição 
Silenciadores: que inibem a transcrição. 
 
Estágios 
 1.Iniciação: ligação do complexo RNApol 
II ao DNA; 
2.Alongamento: adição de nucleotídeos ao 
mRNA crescente; 
 3.Terminação: liberação de mRNA e 
RNApol II; 
4.Processamento (exclusivamente em 
eucariotos). 
Inicio da transcrição 
O início da transcrição envolve a formação 
de um segmento localmente desenrolado 
de DNA, dando um filamento de DNA que 
está livre para funcionar como molde para 
a síntese de um filamento complementar 
de RNA. 
 
A transcrição é observada em regiões 
onde o DNA não está compactado (DNA 
descondensado) 
 
 
 
Processamento do MRNA primário 
- O DNA possui regiões promotoras, 
reconhecidas pelas RNAs polimerase que 
sintetizam o RNA, o transcrito primário 
- Transcrito primário nem sempre é 
funcional 
- Processamento pós trasncricional ativa o 
RNA 
- Retirada de grupos inativos e no 
religamento da fita, tornando-a funcional. 
 
Splicing – retirada das regiões não 
codificantes( introns) 
Trasncrição DNA - RNA 
 
Unigranrio – Medicina 
Maria Eduarda Rodrigues 
 
6 
 
 
1. Capeamento 
- Adição de um resíduo de guanina na 
extremidade 5’ do pre-mRNA: CAP; 
 - Adição do radical metil –CH3 no 
nitrogênio-7 da guanina (7-
metilguanosina); 
- O CAP protege a extremidade 5’ da ação 
de exonuclease, utilizado para 
reconhecimento, pelo Ribossomo, do sitio 
de iniciação do processo da síntese 
protéica. 
mRNA: capping 
• O que é: ✓Adição de grupo metil 
• Local: ✓Primeiro nucleotídeo 5 ’ 
 • Função: ✓Proteção ✓Facilita transporte 
e splicing 
• Quando: ✓Assim que possível 
importância do capping 
1. Facilitar o encadeamento (splicing) 
 2. Facilitar o transporte do núcleo para o 
citoplasma. 
3. Proteger o transcrito do ataque de 
exonucleases As exonucleases catalisam 
a clivagem dos ácidos nucléicos nas suas 
extremidades. 
Encadeamento - Splicing 
• As sequências dos genes são divididas: 
codificadoras (éxons) e não (íntrons) 
 • A transcrição consiste na produção de 
uma sequência de RNA complementar. 
 • Abrange éxons e íntrons. 
• Reações de processamento, íntrons são 
removidos e os éxons são unidos ponta 
com ponta (encadeamento) para obter um 
RNA maduro. 
• O mecanismo de encadeamento segue 
nessa ordem: 1. Clivagem na junção de 
cadeia 5’ 2. Ataque ao nucleotídeo. 3. 
Clivagem na junção 3’ 
mRNA: splicing 
• O que é: Excisão de introns, fusão de 
exons 
• Local: Regra GU-AG e seqüência de 
pirimidinas 
 • Função: Tornar útil 
• Quando: Logo após capping e poliA 
 
Resumo: 
❑ Um filamento de DNA é usado como 
molde para sintetizar um filamento 
complementar de RNA. 
❑ Os RNAs são produzidos por 
transcrição, mas só o RNAm é traduzido. 
❑ A transcrição começa no promotor, uma 
região específica onde a RNA polimerase 
inicia a síntese do RNA. 
❑ A transcrição continua até que um gene 
inteiro tenha sido convertido em RNA. 
❑ A nova molécula de RNA se separa do 
DNA e segue o seu destino. 
❑ O RNA é geralmente modificado antes 
de sair do núcleo. 
Unigranrio – Medicina 
Maria Eduarda Rodrigues 
 
7 
 
❑ As modificações podem incluir: 
1.Metilguanosina liga-se a extremidade5’ 
2.Cauda de até 200 resíduos de adenosina 
na extremidade 3’ 3.Remoção de íntrons, 
regiões que não exercem nenhum papel 
na síntese protéica. 
 ❑ Estas modificações são características 
do RNAm, que fornece o código exato para 
a síntese proteica. 
 ❑ O RNA pode ser curto ou longo (10.000 
nucleotídeos). 
❑ O RNA será sintetizado de acordo com 
a necessidade. 
 ❑ O tamanho do RNAt é de apenas 75 
a90 nucleotídeos. Existem 20 aminoácidos 
e até 64 tipos de RNAt. 
 
Exercícios de Fixação 
1. O que é transcrição? 
Transformar o DNa codificante em RNA 
mensageiro que vai ser passado para o 
citoplasma. Montagem de RNA que vai 
conter informação genética 
2. Quais as enzimas responsáveis pela 
transcrição em procariotos e 
eucariotos? 
Nos procariantes é a RNA polimerase e 
nos eucariotos existem 3 tipos de 
polimerase. 
A RNA polimerase I, está no nucléolo - 
catalisa a síntese dos RNA ribossomais 
(rRNA); 
A RNA polimerase II, transcreve genes 
nucleares que codificam proteínas, 
atuando na síntese do RNA mensageiro 
A RNA polimerase III, que atua na síntese 
do RNA de transporte (tRNA) 
3. Qual a fita de DNA é utilizada para 
transcrição? 
A fita molde, que se apresenta no 
sentido 3 para 5 
 
4. Qual a função do fator sigma? 
Ele reconhece o promotor nos 
procariotos 
 
5. Qual a função dos fatores de 
transcrição? 
Reconhecer os promotores nos 
eucariontes auxilia a polimerase a se 
grudar no DNA. 
 
6. Qual a diferença entre o 
processamento de eucariotos e 
procariotos? 
Processo de clivagem do RNAm para 
eliminar os intros e ligar os exons e só 
acontece nos eucariotos 
 
7. O que é encadeamento ou splicing? 
E para que serve? 
É o processo no qual ocorre a retirada 
dos introns e a fusão dos exons. Serve 
para formar o RNA maduro e 
apresentar somente regiões 
codificantes. 
 
8. Qual a importância do capeamento 
do mRNA? 
Ele protege da exonucleases que 
clivam o RNA nos extremos. 
 
 9. Qual a importância da poliadenilação 
(cauda poliA) do mRNA? 
Facilita o transporte do RNA 
mensageiro para o citoplasma e facilita 
a terminação do gene.