Transcrição e Processamento de RNA

Profa. Dra. Aline Maria da Silva

Instituto de Química- USP

Bibliografia:

Genes VII - Benjamin Lewin

Biologia Molecular Básica-Arnaldo Zaha

Lenhinger Principles of Biochemistry (3a. Ed.)

Replicação

Transcrição

Tradução

Proteína

- Processo para síntese de todosos RNAs da célula

- Reflete o estado fisiológico da célula

- O conjunto de genes expressosem uma dada situação é variável

- Processo catalisado pelas RNAs polimerases

- Processo para síntese de todosos RNAs da célula

- Reflete o estado fisiológico da célula

- O conjunto de genes expressosem uma dada situação é variável

- Processo catalisado pelas RNAs polimerases

Transcrição Reversa

Replicação de RNA

Tipos de RNARNA mensageiro (mRNA): contém a informação genética para a sequência de aminoácidos das proteínas

RNA transportador (tRNA): identifica e transporta os aminoácidos até o ribossomo

RNA ribossômico (rRNA): constituinte dos ribossomos

RNA não codificadores (ncRNA): função variada, na maioria dos casos desconhecida

tRNA

-Estrutura secundária com grampos e alças formando um trevo

-Alto número de bases modificadas depois da sua transcrição

Ribossomo bacteriano70S (2,7 x 106)

Ribossomo Eucariótico80S (4,6 x 106)

rRNAs:

Exemplos de rRNAs:

- Estrutura secundária com grampos e alças

- Bases metiladas

E.coli:

Transcrição

DNA fita codificadoraDNA fita molde

RNA transcrito

Síntese de RNA: formação da ligação fosfodiester envolve o ataque nucleofílico do 3’ OH da cadeia crescente no fosfato do carbono 5´do ribonucleosídeo trifosfatado que será incorporado

A RNA polimerase nãorequer um iniciador (primer) para iniciar a síntese do RNA

Bolha de transcrição

Fita molde

RNA polimerase

Direção da transcrição

Direção da transcrição

RNA polimerase de E.coli

Ligação ao promotor

Centro catalítico

Reconhecimento específico do promotor

RNA polimerase de E.coli

As RNA polimerases não tem mecanismo de correção de erro(taxa de erro 10-5)

Promotores de genes bacterianos

Região -10Região -35 Posição +1

Início da Transcrição

Deslocamento da subunidade sigma

Reconhecimento e Ligação ao promotor

Substituição do fator sigma controla a iniciação: Os distintos fatores sigma reconhecem promotores diferentes

Bolha de transcrição

Fita molde

RNA polimerase

Direção da transcrição

5´ 3´

Terminação da transcrição através da formação do grampo de terminação

Terminação da transcrição dependente da proteína Rho

Rho (46kDa, ativa como hexâmero) move-se ao longo do RNA acompanhando a RNA polimerase

Com a pausa da RNA polimerase na sequência de terminação, Rho alcança a enzima

Rho desenrola o híbrido RNA-DNA

Sequência de Terminação dependente de Rho: rica em C

0 gene geralmente é maior do que a sequência codificadora para a proteína

5´UTR5´UTR 3´UTR3´UTR

Proteína

UTR: Região não traduzida (Untranslated region)

0 mRNA bacteriano pode ser policistrônico (poligênico)

Distância intergênica (-1 a 40 bases)

Gene A Gene B

3´UTR3´UTR5´UTR5´UTR

fimfiminícioiníciofimfiminícioinício

Transcrição

Processamento

Transporte

Tradução

Citoplasma

NúcleoEtapas envolvidas na expressão de genes em eucariotos

RNA polimerases de eucariotos

rRNA 5StRNAs

hnRNA (transcrito primário)snRNA

rRNA

Similar as bacterianas

CloroplastoRNA pol de Cloroplastos

01 subunidadeMitocondriaRNA pol Mitocondrial

Várias subunidadesNucleoplasmaRNA pol III

Várias subunidadesNucleoplasmaRNA pol II

Várias subunidadesNucleóloRNA pol I

Requerem proteínas auxiliares: fatores de transcrição

Estrutura típica de um gene transcrito pela RNApol II

PromotorEnhancer Gene

Estrutura de Promotores da RNA Pol II

Promotores de genes transcritos pela RNApol II

Tata Binding Protein

Complexo TFIID

Domínios dos Fatores de Transcrição

Domínio de Ativação

Domínio conector

Domínio de ligação ao DNA

Proteínas necessárias para transcrição a partir de promotores reconhecidos pela RNA Pol II

Proc

arioto

s

Euca

riot

os

Splicing

Adi

ção

do 5

´CAP

(mod

ificaç

ão d

a ex

trem

idad

e 5´

do h

nRNA)

Etapas para geração do transcrito maduro

(hnRNA)

Transcrição e adição do 5´cap

Clivagem, poliadenilação e

splicing

Poliadenilação:

Adição da cauda poli (A) na extremidade 3´do hnRNA (transcrito primário): ~200 Adeninas

Sequencia sinal para poliadenilação

(hnRNA)

Gene

s eu

cariót

icos

são

em g

eral

inte

rrom

pido

s po

r intr

ons

Splicing: remoção dos introns

Mamíferos tem maior número de exons/gene

Tamanho de introns em vertebrados é variado

Exons que codificam para proteínas são usualmente pequenos

AGGUAAGU-----Pyr---A--NCAGG

Remoção de introns pelo “spliceossomo”:

associação de ribonucleoproteínas pequenas (snRNPs)

formando um complexo de 3x103 kDa