TRANSCRIÇÃOBiologia Molecular

Profª Marília Scopel Andrighetti

Dogma central

O fluxo da informação é unidirecional

TRANSCRIÇÃO DO DNA

Processo pelo qual uma molécula de RNA é sintetizada a partir da informação contida na sequência de nucleotídeos de uma molécula de DNA fita dupla;

Processo bastante variável para atender as necessidades fisiológicas da célula;

Apenas uma das fitas é utilizada como molde para a síntese do RNA (fita molde direção 3’→5’). A outra fita é idêntica à fita de RNA sintetizada (fita codificadora direção 5’→3’), com a substituição de T por U;

Fitas molde e codificadora

O molde é local

Genes podem ser transcritos utilizando uma das fitas de DNA como molde, enquanto outros podem utilizar a outra fita do DNA.

A escolha da fita molde depende da localização e orientação do promotor

TRANSCRIÇÃO DO DNA

RNA informacional: RNA mensageiro. Sempre é codificado em polipeptídeos pela tradução;

RNA funcional: nunca são traduzidos em polipeptídeos e sua ação é puramente no nível de RNA. Ex: tRNA, rRNA, e outros pequenos RNA's;

Síntese do RNA: RNA polimerase + ribonucleosídeos trifosfatados.

A maquinaria de transcrição

ATIVIDADES DA RNA POLIMERASE

1. Reconhecem e ligam-se em sequências específicas do DNA;

2. Desnaturam o DNA na altura dos nucleotídeos que serão transcritos;

3. Mantém as fitas de DNA separadas na região de síntese;

4. Estabiliza o híbrido DNA:RNA na síntese;

5. Renatura o DNA imediatamente após a síntese;

6. Termina a síntese sozinha, ou com ajuda de proteínas.

RNA polimerase I – localizada no nucléolo e responsável pela síntese do RNA ribossômico;

RNA polimerase II – localizada no nucleoplasma e responsável pela síntese do RNA mensageiro;

RNA polimerase III – também localizada no nucleoplasma e responsável pela síntese do RNA transportador.

RNA POLIMERASE - EUCARIOTOS

RNA POLIMERASE - PROCARIOTOS

Subunidade Papel

aParticipa da iniciação, liga-se a sequências reguladoras

bParticipa da iniciação e alongamento, forma ligações fosfodiéster

b' Liga-se a molde de DNA

sReconhece promotor, inicia síntese (dissociando-se logo após)

TRANSCRIÇÃO DO DNA

A ligação ocorre entre o ribonucleotídeo presente e o fostato do C5’ do ribonucleosídeo trifosfatado a ser incorporado;

A RNA polimerase não necessita de primer para iniciar a síntese.

Não é que parece com a replicação?

TRANSCRIÇÃO DO DNA

INÍCIOINÍCIO

Reconhecimento de sequências específicas no DNA

ALONGAMENTOALONGAMENTO

Incorporação dos ribonucleotídeos

TERMINAÇÃOTERMINAÇÃO

Sequências no DNA são reconhecidas e a síntese é interrompida

INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO

O DNA apresenta sequências específicas, denominadas PROMOTORES, que sinalizam exatamente onde a síntese do RNA deve ser iniciada;

São sequências de 100 a 200 nucleotídeos próximos ao sítio de início da transcrição;

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;

A RNA polimerase liga-se frouxamente à dupla fita de DNA e reconhece o promotor.

INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO

No promotor, 2 sequências são altamente conservadas: a -10 (TATAAT) e a -35 (TTGACA), as quais separam-se por, aproximadamente 17 nucleotídeos;

O primeiro nucleotídeo a ser transcrito é geralmente uma purina – A ou G;

A região -10 recebe o nome de TATAbox; Elementos “enhancer” ou amplificadores são

sequências pequenas de DNA que podem ocorrer na região 5’ do gene, as quais ativam a expressão do mesmo.

INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO

A holoenzima RNA polimerase liga-se especificamente nas regiões -10 e -35 em uma das faces da dupla fita (fita molde). Essa ligação ocorre na cavidade maior do DNA, onde as bases estão acessíveis a proteínas.

INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO

Após a ligação da RNA polimerase, forma-se o complexo de iniciação da transcrição;

O complexo abre-se formando a bolha de transcrição;

Essa abertura ocorre na região -10 (TATAbox) a qual é rica em AT.

INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO

1. Ocorre a incorporação de 2 primeiros ribonucleotídeos e a formação da ligação fosfodiéster;

2. Após, a enzima sintetiza alguns oligonucleotídeos de 2 a 9 pb;

3. Enquanto o fator permanece ligado na enzima (fator que reconhece o sítio de início da transcrição), a enzima não se desloca;

4. Depois que o fator se desliga, a enzima fica livre para se deslocar e iniciar a fase de alongamento;

5. O promotor e o fator ficam livres para iniciar outro ciclo de transcrição.

Subunidade Sigma -- σ

A subunidade sigma 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.

Sigma na iniciação da transcrição

E onde fica o RNA?

É feito no núcleo e depois vai para o citoplasma

Mas procarioto não tem

núcleo...Por isso se diz que suatranscrição é acoplada com a tradução

Eucariotos

O RNA vai para o

citoplasma

Transcrição em procariotos

ALONGAMENTO DA CADEIA

A polimerase desliza ao longo da fita molde estendendo uma cadeia de RNA crescente no sentido 5’3’ através da adição de ribonucleotídeos;

Durante o alongamento, 18pb estão desnaturados e 12pb formam um híbrido DNA:RNA;

O deslocamento da RNA polimerase gera superenrolamento positivo à frente da bolha de transcrição e negativo atrás da mesma, sendo necessárias topoisomerases para o bom funcionamento da enzima;

Este processo ocorre até a RNA polimerase encontrar uma sequência específica no DNA que determina o término do alongamento.

TÉRMINO DA TRANSCRIÇÃO

Quando a RNA polimerase encontra o sítio de terminação na fita molde, ela se desliga do DNA juntamente com a nova cadeia de RNA sintetizada devido à uma desestabilização do complexo de transcrição;

O desligamento do RNA do sistema provoca a ruptura do complexo de transcrição e as fitas do DNA são renaturadas.

Em procariotos a região terminadora apresenta uma longa sequência de A na fita molde. A RNA polimerase , ao longo do pareamento AU (mais fraco) desestabiliza o híbrido DNA:RNA e o DNA é renaturado;

Em eucariotos, as 3 RNAs polimerases terminam a síntese em regiões de DNA ricas em T.

TÉRMINO DA TRANSCRIÇÃO

Em procariotos, logo após o RNA ser liberado da bolha de transcrição, os ribossomos se ligam e iniciam a tradução;

Em eucariotos, os RNAs sintetizados no núcleo durante o processo de transcrição são chamados de transcritos primários (hnRNA);

Na maioria das vezes, esses transcritos não representam a molécula madura, ou seja, aquela cuja sequência e estrutura correspondem à forma final do RNA funcional (mRNA);

Esses transcritos necessitam sofrer modificações que fazem parte do processamento do RNA.

ATIVIDADES PÓS-TRANSCRICIONAIS