PROCESSAMENTO DE RNA

Prévia do material em texto

Bruna Siqueira de Arruda - Medicina
P�O��S���EN�� �� mR�A e
RELEMBRANDO:
RNA-polimerases → formação de cadeia de RNA pela adição de ribonucleosídeo
5-trifosfato (UTP, GTP, CTP, ATP). Principal: Rna-polimerase II (eucariotos).
Fatores de transcrição (TF): proteínas que se ligam a regiões específicas e recrutam
a RNA-polimerase II, estimulando a transcrição de um determinado gene. São
divididos em:
Fatores genes específicos (ligam-se a regiões específicas mais distantes e
recrutam os fatores gerais).
Fatores gerais de transcrição (maquinário básico da transcrição em eucariotos;
ligam-se à região promotora). Os fatores gerais, além de recrutarem a
RNA-polimerase, modificam sua estrutura, através de fosforilação da cauda
C-terminal (TFIIH), que torna a RNA-polimerase ativa.
Ligados a RNA-polimerase (C-terminal/CTD), temos: fatores de alongamento e
processamento, que são proteínas e pequenos RNAs capazes de modificar os RNAs
que estão sendo formados.
Enhancers: regiões bastante distantes ao início do gene, onde fatores genes
específicos de transcrição se ligam intensificando a transcrição do gene pelo
recrutamento de outros fatores de transcrição à região promotora. A ligação de uma
1
Bruna Siqueira de Arruda - Medicina
proteína no enhancer promove uma dobra na fita de DNA (alça de DNA) permitindo
a aproximação e a interação com regiões mais próximas do sítio de iniciação de
transcrição.
1º) Fatores específicos de transcrição se ligam a uma região regulatória (CAT box, GC
box, enhancer).
2º) Fatores gerais de transcrição são recrutados pelos fatores específicos.
3º) RNA-polimerase é recrutada pelos fatores gerais e inicia a transcrição (depois de
ser ativada).
https://www.youtube.com/watch?v=SMtWvDbfHLo
P�O��S���EN�� �� mR�A
Em procariotos, para que a tradução do RNA ocorra não é necessário o
processamento, ou seja, a tradução do mRNA é iniciada na cadeia nascente de
mRNA.
Nos eucariotos, o mRNA é sintetizado no núcleo e transportado ao citoplasma,
onde é utilizado como molde para a síntese proteica. Os produtos iniciais da
transcrição são denominados pré-mRNA e são bastante modificados até serem
exportados do núcleo.
O processamento do RNA está relacionado com modificações nas extremidades do
pré-mRNA e com a remoção de íntrons (regiões que não serão traduzidas;
sequências não codificantes). A transcrição e o processamento do mRNA não
2
https://www.youtube.com/watch?v=SMtWvDbfHLo
Bruna Siqueira de Arruda - Medicina
ocorrem de forma independente, isto é, são etapas coordenadas da expressão
gênica. As modificações são: capeamento, poliadenilação e splicing.
Obs.: Somente após essas modificações que o pré-mRNA transcrito é denominado
mRNA
Os fatores de processamento do mRNA são encontrados na cauda fosforilada
C-terminal da RNA-polimerase II e interagem com a cadeia crescente de mRNA.
——Cap���e�t� � Pol���e��z�ção——
São duas etapas do processamento do mRNA que modificam as extremidades do
pré-mRNA:
Cap���e�t�
○ Modificação da extremidade 5´do pré-mRNA, que é a primeira a ser formada.
○ Adição um quepe 5´modificação química, que consiste em um nucleotídeo
guanina contendo um grupo metila (capeamento → modificação química).
○ O capeamento é realizado após a síntese de cerca de 25 nucleotídeos do RNA
(acontece simultâneo à transcrição).
(1) Um grupo fosfato deve ser retirado da extremidade 5´ do RNA nascente. Para isso,
age a fosfatase (para que não fique 4 grupos fosfato ligados, já que liga-se um GTP,
que possui 3 fosfatos).
3
Bruna Siqueira de Arruda - Medicina
(2) Enzima guaniltransferase acrescenta GTP (fonte de guanosina) na região 5´ do
RNA.
(3) Depois que o GTP é acrescentado, há um acréscimo de grupos metil à base
nitrogenada (guanina). A molécula é, então, denominada 7-metilguanosina (7
refere-se a posição da metilação). Esse processo acontece por ação da enzima
metiltransferase.
***Fatores de capeamento: fosfatase, guaniltransferase e metiltransferase.
Pol���e��l�ção
4
Bruna Siqueira de Arruda - Medicina
○ Modificação da extremidade 3´do pré-mRNA (recém transcrito).
○ Marca o término da transcrição do RNA.
○ Esse processo é marcado pela clivagem da região transcrita primária e adição
de uma região rica em adenina (adenilação) no RNA nascente, chamada de
cauda poli-A.
○ Os sinais de adenilação são: (1) uma região rica em AAUAAA, estando de 10-30
nucleotídeos antes do sítio de adenilação e (2) uma sequência rica em GU ou U,
encontrada distante do sítio de adenilação por 30 ou menos nucleotídeos. Os
sinais de adenilação são responsáveis por recrutar fatores de adenilação, que
irão promover os seguintes eventos:
(1) Clivagem do RNA logo após o sítio de adenilação (CA), realizada por
endonucleases.
(2) Adição da cauda poli-A (aproximadamente 200 nucleotídeos com base
nitrogenada adenina), catalisada pela enzima Poli A polimerase (PAP).
Obs.: Fatores de poliadenilação → CPSF e CSTF
5
Bruna Siqueira de Arruda - Medicina
Resumo:
A extremidade 3´possui uma região de sinal de adenilação (AAUAA), que é
reconhecida por fatores de adenilação. Esses fatores promovem a clivagem no sítio
de poliadenilação (CA), onde será adicionada cauda poliA, adição caratlisada pela
enzima Poli-A polimerase.
Obs.: Fonte de adenina → ATP livre/ribonucleosídeo 5-trifosfato (com a remoção de
dois fosfatos)
6
Bruna Siqueira de Arruda - Medicina
——Sp�i��n�——
○ GENE DE EUCARIOTOS: formado por regiões codificadoras - denominadas
éxons - interrompidas por regiões não codificadoras - denominadas íntrons.
Apenas uma porção do comprimento total do gene é codificadora, porém toda
a sequência é transcrita em RNA, sendo necessária a remoção dos íntrons para
que o mRNA possa ser traduzido.
○ O SPLICING DE RNA (ou encadeamento) é caracterizado pela remoção das
sequências de íntrons de pré-mRNAs (ou mRNA imaturos) recentemente
transcritos. É um processo de regulação pós transcricional, porém, pode
acontecer simultaneamente ao processo de transcrição.
7
Bruna Siqueira de Arruda - Medicina
○ Ocorre no núcleo, antes da exportação do mRNA para o citoplasma.
○ Para que o íntron seja removido, são necessárias duas clivagens (nas regiões
que ligam o íntron aos éxons adjacentes) e a união dos dois éxons.
○ Sequências nucleotídicas sinalizam onde ocorre o splicing :
1. Sequência do sítio 5’ de splicing, que sinaliza o início do íntron;
geralmente marcado por guanina e uracila - GU.
2. Sequência do sítio 3’ de splicing, que sinaliza o término do íntron;
geralmente marcado por AG.
3. Sequências dentro do íntron junto ao ponto de ramificação (A; adenina),
que forma a base do fragmento em laço a ser retirado.
Os eventos são:
(1) Clivagem do sítio 5’ de splicing
(2) União da extremidade 5’ do íntron com o ponto de ramificação (A) dentro do
íntron, formando uma estrutura em forma de laço. Essa união acontece por
uma ligação entre adenina (A) e guanina (G) - ligação incomum.
(3) Clivagem do sítio 3’ de splicing e união dos dois éxons.
8
Bruna Siqueira de Arruda - Medicina
Através da formação da estrutura em laço o íntron é removido. Essa sequência é
posteriormente linearizada e degradada ainda dentro do núcleo.
Sp�i���s�o�� (fa����s �e �p����n�)
O splicing ocorre em grandes complexos, denominados spliceossomos, formados
por pequenas partículas de ribonucleoproteínas (snRNPs):
1. Pequenos RNAs nucleares (snRNAs)→ Desempenham papel central no
processo de splicing. Possuem função enzimática, atuando na clivagem. São
eles: U1, U2, U4, U5, U6.
2. Proteínas: exemplo → proteínas SR (atores de splicing) ligam-se a cada
sequência de éxon no pré-mRNA e, dessa forma, ajudam a guiar as snRNPs para
os limites adequados entre íntron e éxon.
ETAPAS DE MONTAGEM DO SPLICEOSSOMO:
(1) U1 se liga à região 5’ de splicing (GU) do pré-mRNA
(2) U2 se liga ao ponto de ramificação.
(3) O complexo U4/U6 e U5 chegam próximo à região 5’ de splicing
Quando todos os fatores estão ligados ao pré-mRNA, U1 é deslocado, restando U4,
U5e U6. O U2 interage com U6 e U5, promovendo uma aproximação, que resulta na
formação da estrutura em laço.
A complementaridade do pareamento de bases permite a ligação dos pequenos
RNAs nucleares aos sítios do íntron.
9
Bruna Siqueira de Arruda - Medicina
A união dos éxons é mediada pelo Complexo de Junção do Éxon (EJC), um
complexo proteico que está entre os éxons, na junção. A presença de EJC é um
10
Bruna Siqueira de Arruda - Medicina
indicativo de que houve splicing (isto é, a
molécula já é um mRNA maduro); funciona
como um sinalizador.
Se o RNA for para o citoplasma sem o EJC, é
degradado, pois é um mRNA
imaturo/pré-mRNA .
Sp�i��n� ��te���t��o
O controle da maquinaria de splicing é uma possibilidade de regulação da
expressão gênica. Tendo em vista que os transcritos primários possuem diversos
íntrons, diferentes mRNAs podem ser produzidos a partir de um único gene por
meio de diferenças nas combinações de sítios 5’ e 3’ de splicing. Esse processo é
denominado SPLICING ALTERNATIVO.
Proteínas também regulam as maneiras diferentes de retirada de íntrons (se uma
proteína se liga ao ponto de início e reprime a clivagem, não há retirada do éxon).
O processo de splicing alternativo permite a formação de proteínas diferentes,
através da formação de mRNAs diferentes.
11