Post on 17-Apr-2015
Transcrição e Processamento de RNA
Bibliografia:
Genes VII - Benjamin Lewin
Biologia Molecular Básica-Arnaldo Zaha
Lenhinger Principles of Biochemistry (3a. Ed.)
Agradecimentos: Profa. Dra. Aline Maria da Silva
Instituto de Química- USP
Replicação
Transcrição
Tradução
Proteína
- Processo para síntese de todos os RNAs da célula
- Reflete o estado fisiológico da célula
- O conjunto de genes expressos em uma dada situação é variável
- Processo catalisado pelas RNAs polimerases
- Processo para síntese de todos os RNAs da célula
- Reflete o estado fisiológico da célula
- O conjunto de genes expressos em uma dada situação é variável
- Processo catalisado pelas RNAs polimerases
Transcrição Reversa
Replicação de RNA
Principais Tipos de RNA
RNA 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
tRNA
-Estrutura secundária com grampos e alças formando um trevo
-Alto número de bases modificadas depois da sua transcrição
Bases modificadas nos tRNAs
Processamento do precursor do tRNA
tRNA maduro
Modificação das bases Processamen
to
Ribossomo bacteriano
70S (2,7 x 106)
Ribossomo Eucariótico
80S (4,6 x 106)
rRNAs:
Processamento do precursor do rRNA
Metilação das bases
Clivagem
RNAs maduros
RNA precursor 30S
Exemplos de rRNAs:
- Estrutura secundária com grampos e alças
- Bases metiladas
E.coli:
DNA fita codificadora
DNA fita molde
RNA transcrito
Transcrição
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 não requer 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
RNA polimerase de E.coli
Ligação ao promotor
Centro catalítico
Reconhecimento específico do promotor
As RNA polimerases não tem mecanismo de correção de erro(taxa de erro 10-
5)
Promotores de genes bacterianos
Região -10
Região -35
Posição +1
Início da Transcrição
Reconhecimento e Ligação ao promotor
Deslocamento da subunidade sigma
Marcação do DNA com 32P
Tratamento com DNAse
Separar os fragmentos em uma eletroforese em gel de poliacrilamida. Visualizar fragmentos após exposição a filme de Raio-X
Regiões ligadas a RNA polimerase
Footprinting de DNA
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
A RNA polimerase bacteriana é inibida por rifamicina (liga a subunidade beta)
A subunidade beta da RNA pol contem 5 sítios de ligação para rifamicina
O antibiótico previne o início da síntese da cadeia de RNA, imediatamente após a formação da primeira ligação fosfodiester
Agentes intercalantes inibem tanto a transcrição com a replicação, em procariotos e eucariotos
Actnomicina D
Acridina
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
Etapas envolvidas na expressão de genes em eucariotos
Transcrição
Processamento
Transporte
Tradução
Citoplasma
Núcleo
RNA polimerases de eucariotos
RNA pol I Nucleólo rRNA Várias subunidades
RNA pol II Nucleoplasma
hnRNA (transcrito primário)snRNA
Várias subunidades
RNA pol III Nucleoplasma
rRNA 5StRNAs
Várias subunidades
RNA pol Mitocondrial
Mitocondria 01 subunidade
RNA pol de Cloroplastos
Cloroplasto Similar as bacterianas
Requerem proteínas auxiliares: fatores de transcrição
A RNA polimerase II é inibida especificamente por -amanitina
Isolado do cogumelo Amanita phalloides
Altamente tóxico
Bloqueia a etapa de elongação
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
Promotores de genes transcritos pela RNApol III e I:
A TBP também é componente dos complexos de iniciação de transcrição destes promotores
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
Pro
cari
ot
os
Eu
cari
oto
s
Splicing
Ad
ição d
o 5
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(mod
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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)
Gen
es e
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terr
om
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or
intr
on
s
Splicing: remoção dos introns
Mamíferos tem maior número de exons/gene número de
Tamanho de introns em vertebrados é variado
Exons que codificam para proteínas são usualmente
pequenos
Remoção de introns pelo “spliceossomo”:
associação de ribonucleoproteínas pequenas (snRNPs)
formando um complexo de 3x103 kDa
AGGUAAGU-----Pyr---A--NCAGG
Auto-splicing:introns do grupo I
Auto-splicing: introns do grupo I
Auto-splicing: introns do grupo II