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TranscriçãodoDNA
JoséFranciscoDiogodaSilvaJunior– MestrandoCMANS/UECE
Dogmacentral
O fluxo da informação é unidirecional
Refutação definitiva da herança dos caracteres
adquiridos
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Ainiciaçãodatranscrição
▪ O início da transcrição é o estágio mais importante para a
regulação da expressão gênica
▪ Tanto nos procarióticos como nos eucarióticos, as proteínas
reguladoras
▪ Se ligam ao DNA
▪ Ligam e desligam os genes de transcrição
▪ O mecanismo de transcrição dos eucarióticos é complexo,
envolvendo várias proteínas, chamadas fatores de transcrição, que
se ligam à sequências de DNA chamados de acentuadores
(enhancers)
Transcrição
▪ O que é?: processo de cópia do DNA em RNA
▪ Pra quê serve?
▪ Para ativação e desativação diferencial de genes
▪ Define o repertório de genes ativos a cada instante, o transcriptoma
▪ Muda de acordo com o tecido, alimentação, estímulos ambientais
▪ Um entendimento fino e preciso da regulação da transcrição gênica
define a adaptação do indivíduo ao meio, diferenciação celular,
embriogênese, etc...
▪ Genoma “ativo” no tempo
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EpraquêserveoRNAmesmo?
▪ Ele é um intermediário do DNA (adaptador de Crick) para regular a
produção de uma proteína
▪ Quanto mais se “precisa” da proteína, mais RNA dela é produzido =>
Regulação da transcrição
▪ Fatores de transcrição
TiposdeRNA
mRNA= 3‐5% do RNA total da célula
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RNAsbem‐conhecidos
▪ mRNA
▪ tRNA
▪ rRNA
AprimaziadomRNA
▪ Custou em ser descoberto
▪ Heterogêneo em tamanho
▪ Pequena quantidade
▪ Contém as instruções para a produção das proteínas que estão
sendo necessárias em um determinado momento
▪ O estudo de bibliotecas de cDNA (transcriptômica; genômica
funcional)
DNA-like RNA (mRNA) foi descoberto no fago T2
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ORNAé“maior”queaproteína
Ogene
▪ O que é um gene?
▪ Qual a estrutura molecular de um gene?
▪ Depende...
▪ De que organismos você está falando?
▪ Procariotos X Eucariotos
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▪ Mesmo dentro dos eucariotos,
há grande variação
▪ Tamanho do gene inclui íntros
e éxons
Ogeneeucarioto
▪ Processamento:
▪ íntrons (sequência não transcrita)
▪ éxons (constitui o mRNA e se traduz em proteína)
▪ Promotores, enhancers
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Processamento alternativo
Splicing doRNA
▪ No splicing alternativo, os éxons podem se juntar em combinações
diferentes, produzindo mais de um tipo de polipeptídio a partir de
um único gene.
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Exons
splicing do RNA ou
1 2 3 5 1 2 4 5
1 2 3 4
1 2 3 5
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RNA transportador
DNA
mRNA
RNAtranscritocom cape tail
Éxons separados
Íntrons removidos
TranscriçãoAdição da cap e tail
Tail
DNA
mRNA
Cap
Éxon Éxon ÉxonÍntron Íntron
Sequência codificante
Núcleo
Citoplasma
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Omoldeélocal
▪ Genes podem estar numa ou noutra fita do DNA
▪ A escolha da fita molde depende da localização e orientação do
promotor
5000 pares de nucleotídeos
Ospromotoresprocarióticos
▪ ‐35 box e o TATA box
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Enhancers
▪ Os acentuadores (enhancers)
▪ Enhancers são áreas do DNA que são responsáveis pelo aumento nas
taxas de transcrição
▪ Os enhancers são geralmente associados com genes que são
abundantemente expressos
▪ Ex: gene de imunoglobinas (codificam anticorpos), gene da B‐hemoglobina em humanos
▪ Podem ser encontrados em regiões acima (upstream), abaixo
(downstream) ou diretamente próximo ao gene a ser transcrito
▪ Regiões acentuadoras podem estar distantes muitos milhares de pares
de base deste, e em qualquer uma das fitas
Acentuadores (sequências de controle do DNA)
Fator de transcrição
Transcrição Promotor Gene
RNA polimerase
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A sequência promotora ou O promotor
Fatoresdetranscrição
▪ Para ampliar a expressão de um gene em particular, as proteínas
regulatórias (em vermelho) podem se ligar a uma sequência de
acentuadores.
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Síntese(simultânea)doRNA
▪ A liberação imediata permite a síntese de muitas cópias de RNA ao
mesmo tempo
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RNApolsdeeucariotos
Tipos de Polimerases Genes transcritos
RNA polimerase I Genes de rRNA 5.8S, 18S e 28S
RNA polimerase II Genes de mRNAs e snoRNAs, alguns genes de snRNAs
RNA polimerase III Genes de tRNAs, rRNA 5S, alguns snRNA, outros RNAs pequenos
SubunidadeSigma(σ)
▪ A subunidade sigma (σ) da RNA polimerase
é fundamental para o reconhecimento
específico da região promotora.
▪ Ela, juntamente ao cerne da enzima, desliza
ao longo do DNA à procura do promotor,
não precisando desenrolar a dupla hélice
nem ligar‐se e desligar‐se a ela
repetidamente.
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Os fatores de transcrição: TF’s
Fatores de iniciação
TATAbindingprotein
▪ O processo começa com a ligação de TFIID
ao TATA box ou sequência TATA (sequência
de DNA dupla hélice composta por
nucleotídeos T e A)
▪ A subunidade de TFIID que reconhece a
sequência TATA no promotor é
denominada TBP (TATA binding protein)
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Outrassequênciaspromotoras
▪ A seqüência TATA box não é a única que sinaliza o início da transcrição, mas é a mais importante e ubiqua
▪ A ligação de TFIID provoca uma grande distorção no DNA da TATA
box (localização de um promotor)
Complexo de iniciação da transcrição
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Terminaçãodatranscrição
▪ Mecanismo pouco conhecido: pares de nucleotideos A‐T precedida
por uma seqüência de DNA duplamente simétrica (terminação
intrínseca)
TransporteseletivodemRNAs
▪ O transporte seletivo está associado ao processamento correto do
RNA
▪ O complexo do poro nuclear reconhece e transporta apenas
mRNAs completos
▪ Na sua síntese, o RNA se liga a uma série de proteínas:
▪ Complexo de ligação à capa
▪ Proteínas de splicing (SR)
▪ Proteínas de ligação à cauda poli‐A