Transcrição do RNA em Organismos Procariotos

Edmar Vaz de Andradewww.home.ufam.edu.br/~edandrade

1-Aspectos Gerais

2-RNA Polimerase DNA Dependente

3-Região Promotora

4-Transcrição em E. coli

5-mRNA policistrônico

Dogma Central da Biologia Molecular

1-Aspectos Gerais

Transcrição

Processo pelo qual ocorre a síntese de uma molécula de RNA a partir de uma molécula DNA molde.

Replicação

Transcrição

Tradução

proteína

1-Aspectos Gerais

• Tipos de RNAs transcritos– mRNA: codifica a seqüência de

aminoácidos de cadeias polipeptídicas.– tRNA: transporta um aminoácido

específico durante a síntese protéica.– rRNA: interage com proteínas

constituindo os ribossomos (maquinário da síntese protéica).

– RNAs reguladores: regulação de diferentes processos celulares

• Replicação do DNA• Direção da síntese:

5’-3’ • Cromossomo inteiro é

copiado• Requer iniciador• As duas fitas da dupla

hélice são copiadas

• Transcrição do RNA• Direção da síntese:

5’-3’ • Segmentos gênicos são

copiados• Não requer iniciador• Somente uma fita serve

como molde em um dado momento

1-Aspectos Gerais

Comparação entre os processos de transcrição e replicaçãoComparação entre os processos de transcrição e replicação

Transcrição pela RNA polimerase na Echerichia coli RNA polimerase DNA dependente

2-RNA Polimerase DNA Dependente

Fita molde

Desanelamento

Bolha de transcrição

Re-anelamento

Direção da transcrição

Sítio ativo

Fita codificadora RNA

polimerase

DNA-RNA híbrido, 8 pb

O RNA é transcrito a partir da fita molde e sua sequência é idêntica a da fita codidificadora (U/T)

2-RNA Polimerase DNA Dependente

Fita 5’-3’: fita codificadora

Fita 3’-5’: fita molde

RNA transcrito

2-RNA Polimerase DNA Dependente

Polimerização mediada pela RNA polimerase

3-Região Promotora

Região -35

TTGACA N17 TATAAT N6 Região a ser transcrita

Região -10

Espaçadores

Sítio de início de transcrição (+1)

Sequência conservada de promotores de E. coli reconhecidos pela subunidade sigma 70

[Sadhale P, Verma J and Naorem A 2007 Basal transcription machinery: role in regulation of stress reponse in eukaryotes; J. Biosci. 32 569–578]

Reconhecimento do promotor pela subunidade

sigma em E. coli

3-Região Promotora

Subunidade σ (sigma)

[Sadhale P, Verma J and Naorem A 2007 Basal transcription machinery: role in regulation of stress reponse in eukaryotes; J. Biosci. 32 569–578]

Genes essencias para a manutenção celular – house keeping genes

Genes regulados por nitrogênio

Genes relacionados com a adaptação ao estresse térmico

Genes relacionados com quimiotaxia e síntese de flagelos

Genes relacionados com a adaptação ao estresse térmico extremo

Subunidades sigma descritas em E. coli

3-Região Promotora

3-Região Promotora

• Eficiência da ligação da RNA polimerase ao promotor depende:– Sequência nucleotídica do promotor– Distância entre as regiões -10 e -35– Distância entre as regiões -10 e -35 e

o sítio de início de transcrição

4-Transcrição em E. coli

Etapa de início da transcrição

A polimerase se liga à sequência promotora no duplex de DNA. “Complexo fechado”

A polimerase separa o duplex de DNA próximo ao sítio de iniciação da trancrição, formando uma bolha de transcrição. “Complexo aberto”.

A polimerase catalisa a ligação fosfodiéster dos dois rNTPs iniciais.

Sítio de iniciação sobre a fita molde

Sítio de terminação sobre a fita moldeIniciação

Bolha de transcrição

Promotor

4-Transcrição em E. coli

Etapa de elongação da transcrição

Elongação

A polimerase avança sobre a fita molde separando o duplex de DNA e adicionando rNTPs ao RNA em crescimento

RNA nascente Região híbrida DNA-RNA

4-Transcrição em E. coli

Etapa de término da transcrição

TerminaçãoNo sítio de terminação da transcrição, a polimerase libera o RNA completo e se disssocia do DNA

Fita completa de RNA

4-Transcrição em E. coli

Etapa de término da transcrição

5-mRNA policistrônico

Decodificação de vários genes a partir de um único mRNA

Quando não mencionado, as figuras apresentadas foram retiradas, com ou sem modificações, das seguintes referências:

1. LODISH, H; DARNELL, J. E. e BALTIMORE, D. 2005. “Biologia Celular e Molecular”, 5ª edição. Artmed Editora SA. Porto Alegre-Brasil. (www.whfreeman.com/lodish)

2. LEHNINGER, A. L. NELSON, D. L e COX, M. M. 2000. “Principles of Biochemistry”. 3ª Edition, Worth Publitions.