Biologia Molecular
RNA
Transcrição & Processamento
RNA: eficiente & eficaz
Dogma Central da Biologia Molecular
TRANSCRIÇÃO
• Processo pelo qual uma molécula de RNA é sintetizada a partir da informação contida na seqüência de nucleotídeos de uma molécula de DNA fita dupla.
• A transcrição representa a diversidade e a complexidade da expressão dos genes contidos em um determinado genoma.
• Enquanto a síntese de DNA deve ser precisa e uniforme, a transcrição reflete o estado fisiológico da célula e, portanto, é extremamente variável para atender às suas necessidades.
TRANSCRIÇÃO
Características Gerais:
• Complementaridade • Antiparalelismo ( T = U)• Síntese 5' 3‘• RNA Polimerase (RNAP):
• Funções reconhecem e ligam-sedesnaturam DNAmantém estável a dupla fita abertamantém estável DNA:RNAterminam sínteserestauram DNA
TRANSCRIÇÃO
• Apenas uma das fitas do DNA é utilizada como molde, portanto, a molécula de RNA sintetizada é complementar à fita de DNA que lhe deu origem e idêntica à outra fita de DNA, sendo as timinas substituídas por uracilas
• Esta enzima foi denominada RNA polimerase.
RNA POLIMERASE
• Reconhece e liga-se a sequências específicas de DNA;
• Denatura o DNA expondo a seqüência de nucleotídeos a ser copiada;
• Mantém as fitas de DNA separadas na região de síntese;
• Renatura o DNA na região imediatamente posterior à da síntese;
• Sozinha, ou com o auxílio de proteínas específicas, termina a síntese do RNA.
TRANSCRIÇÃO
• Reação ocorre entre o radical hidroxil da extremidade 3’ de um ribonucleotídeo e o grupo fosfato do carbono 5’ do ribonucleotídeo a ser incorporado
• A reação processa-se no sentido 5’ 3’ e a fita de DNA copiada é a de sentido 3’ 5’
• Diferentemente da DNA polimerase, a RNA polimerase não necessita de um iniciador para processar a síntese da nova fita
INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO
• O DNA apresenta seqüências específicas, denominadas PROMOTORES, que sinalizam exatamente onde a síntese do RNA deve ser iniciada.
• Os promotores são, primeiramente, reconhecidos por fatores de transcrição que, ligados ao DNA, interagem com outros fatores, formando um complexo ao qual a RNA polimerase se associa.
PROCESSAMENTO DO mRNA
MOLÉCULAS DE RNA
• RNA mensageiro – carrega a informação copiada do DNA sob a forma de inúmeros “triplets” cada um especificando um aminoácido
• RNA transportador – decifra o código representado pelo mRNA
• RNA ribossômico – associa-se com uma série de proteínas para formar os ribossomos
TRADUÇÃO
• Processo que se baseia na sequência do mRNA para determinar e unir os aminoácidos formando, assim, a proteína.
• Cada aminoácido é codificado na sequência de DNA como um códon contendo uma sequência de três nucleotídeos.
• Moléculas de RNA transportador transferem a informação contida no genoma à uma sequência de aminoácidos nas proteínas.
RNA TRANSPORTADOR
• Liga-se quimicamente à um aminoácido específico, através da enzima aminoacil –tRNA sintetase, sendo chamado, desta forma, de aminoacil-tRNA;
• Pareia com a seqüência do codon do mRNA adicionando o aminoácido que carrega à uma cadeia de peptídeos crescente.
TRADUÇÃO
• O codon AUG, que codifica o aminoácido metionina, age como o codon de iniciação na maioria das moléculas de mRNA.
• O tRNAMet reconhece codons AUG internos, não carregando nunca uma metionina formilada.
• Quando AUG está colocado no início este é lido como uma formil-metionina; quando está dentro da região codificadora, é lido como metionina.
TRADUÇÃO
Durante a síntese de proteínas, os ribossomos deslocam-se ao longo do mRNA, possibilitando um pareamento entre esse e os tRNAs que carregam os diferentes aminoácidos que irão compor as proteínas
Os ribossomos deslocam-se ao longo do mRNA, na direção 5’ 3’, sintetizando a proteína no sentido amino-terminal para carboxi-terminal
Tradução:
Molécula de mRNA
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
CysMetAla
5’ 3’
AspGlu
Phe His
Direção do avanço do ribossomo
Ribossomo
Proteína
tRNA
aa livre
codon
Gly
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
CysMetAla
5’ 3’
AspGlu
Phe HisGly
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Asp
MetAlaCys
5’ 3’
GluPhe HisGly
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Glu
MetAlaCysAsp
5’ 3’
PheGly
His
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Phe
MetAlaCysAspGlu
5’ 3’
GlyHis
Ile
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Gly
MetAlaCysAspGluPhe
5’ 3’
HisIle
Lys
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
His
MetAlaCysAspGluPheGly
5’ 3’
Ile
Lys
A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A
Ile
MetAlaCysAspGluPheGlyHis
5’ 3’
Lys
G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A A A A
Lys
MetAlaCysAspGluPheGlyHisIle
5’ 3’
Leu
U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A A A A U U A
Leu
MetAlaCysAspGluPheGlyHisIle
Lys
5’ 3’
Met
G A C G A A U U C G G A C A C A U A A A A U U A A U G
Met
MetAlaCysAspGluPheGlyHisIle
LysLeu
5’ 3’
Asn
G A A U U C G G A C A C A U A A A A U U A A U G A A C
Asn
Met AlaCysAspGluPheGlyHisIle
LysLeuMet
5’ 3’
Pro
U U C G G A C A C A U A A A A U U A A U G A A C C C A
Pro
Met Ala CysAspGluPheGlyHisIle
LysLeuMetAsn
5’ 3’
Gln
G G A C A C A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A
Gln
Met Ala Cys AspGluPheGlyHisIle
LysLeuMetAsnPro
5’ 3’
C A C A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A
Met Ala Cys Asp GluPheGlyHisIle
LysLeuMetAsnProGln
5’ 3’STOP
A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A A A A
Ala Cys Asp Glu PheMet Gly
HisIle
Lys Leu
Met Asn
Pro Gln
5’ 3’STOP
A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A T A C
Ala Cys Asp Glu PheMet Gly
HisIle
Lys Leu
Met Asn
ProGln
5’ 3’STOP
A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A T A C
Ala Cys Asp Glu PheMet Gly
His Ile Gln Lys
Pro LeuAsn Met
5’ 3’
A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A T A C
Ala Cys Asp Glu PheMet
Gly His
Ile Gln Lys
Pro LeuAsn Met
5’ 3’
A U A A A A U U A A U G A A C AA A C A A U A A T A C
Ala Cys Asp Glu PheMet
Gly His
Ile Gln Lys
Pro LeuAsn CYS
5’ 3’
Muda aforma e função
VARIAÇÃO GENÉTICA=POLIMORFISMO
REPRESENTAÇÃO LINEAR A MOLÉCULA DO DNA
5’ATTCGGCGCTATGCATGCTATGCG3’
aa1 aa2 aa3 aa4 aa5 aa6 aa7 aa8
PROTEÍNA - Queratina- cabelo- Albumina- sangue- Hemoglobina-sangue- Estrutura do cabelo- Proteína da cor do cabelo (Melanina)
VARIAÇÕES GENÉTICAS Acontecem no nosso DNA
Células germinativas
Passa para os filhos
Células somáticas
Não passa paraos filhos
Ex. câncerEx. cor dos olhos