Metabolismo de RNA: Transcrição procarioto/eucarioto

Transcrição

1 Metabolismo de RNA: Transcrição procarioto/eucarioto

2 Controle do nível de proteínas DNA inibição RNA degradação inibição Proteína degradação

3 Tipos de RNA produzidos em uma célula

4 Abundancia dos diferentes RNAs em uma celula

5 Transcrição de RNA O RNA é transcrito a partir de uma fita molde de DNA. Reação de polimerização é análoga a DNA polimerase Não é necessário um primer para inicio da polimerização

6 Gene corresponde à seq. que codificam: os polipeptídeos, rrna, trna e outros, além de seq. não transcritas ou não traduzidas Em eucariotos: a maioria dos genes que codificam proteínas (genes estruturais) são transcritos individualmente. Em procariotos: freqüentemente são transcritos unidos: policistrônicos Unidades genéticas: OPERONS

7 Quantos genes codificantes um organismo possui 30,000

8 Procariotos possuem unidades transcricionais chamadas Operons Ativadores RNA Polimerase Repressores mrna policistrônico 2 6 genes, até 20

9 A síntese de RNA inicia-se em sítios específicos no DNA molde Como a enzima acha o início do gene ou operon? A RNA polimerase liga-se a promotores Seqüências específicas, reconhecidas pelo fator ~40pb localizados a 5 do início da transcrição (Seqüências consenso) 5 TTGACA -35 Em E. coli: Pribnow box TATAAT -10 Início da transcrição +1

10 A holoenzima faz contato nas regiões 10 e -35 A ligação dissocia ~11 pb

11 Moléculas de RNA polimerase aderem fracamente ao DNA deslizando sobre a fita. O fator sigma determina uma ligação forte especifica com regiões promotoras Após o inicio da transcrição o fator sigma se separa do resto da enzima que se movo ao longo da cadeia de DNA

12 E. coli sigma factors: 1. σ70 (RpoD) - the "housekeeping" sigma factor, transcribes most genes in growing cells. 2. σ38 (RpoS) - the starvation/stationary phase sigma factor 3. σ28 (RpoF) - the flagellar sigma factor 4. σ32 (RpoH) - the heat shock sigma Factor 5. σ24 (RpoE) - the extracytoplasmic stress sigma factor 6. σ54 (RpoN) - the nitrogen-limitation sigma factor 7. σ19 (FecI) - the ferric citrate sigma factor

13 Seqüência de eventos da transcrição

14

15 Importância da orientação da RNA polimerase Seqüências promotoras

16 A síntese de RNA inicia-se em sítios específicos no DNA molde

17 A partir das sequência de diversos promotores estudados é possível deduzir uma consenso para os promotores de E. coli

18 Terminação da Cadeia = fim da transcrição Também há sítios específicos de terminação: 1) 4 a 10 pares consecutivos de A/Ts na ou antes da terminação; 2) uma região rica em G+C palindrômica que precede a série A/T

19 Formação de estrutura secundaria desestabiliza a ligação do RNA com a proteína.

20 Terminação dependente de Rho Para alguns dos transcritos a ação de uma proteína (Rho) é necessária para a terminação da transcrição Proteína Rho liga-se ao RNA nascente e passa a puxá-lo. Ao atingir a bolha transcricional possui uma atividade de RNA-DNA helicase

21 Transcrição em eucariotos Mesmos princípios fundamentais de procariotos; Distingue-se por ter múltiplas RNA polimerases e seqs. de controle: RNA pol. I sintetiza a maioria dos rrnas RNA pol. II sintetiza os precurssores do mrna; RNA pol. III sintetiza os precurssores do rrna 5S, trnas e outros RNA pol. mitocondriais e em cloroplastos. Em geral: variam de 500 a 700 kda.

22 RNA polimerase de eucarioto necessita de fatores gerais de transcrição para iniciar a transcrição

23 Fosforilação da cauda C-terminal da RNA polimerase é necessária liberação do complexo de elongação.

24 Regulação de expressão gênica de eucariotos Promotor- região onde os fatores gerais de transcrição e a polimerase se ligam. Se encontra adjacente ao sitio do inicio de transcrição. Existem promotores mais fortes que tem um nível basal de transcrição alto e mais fracos que necessitam de ativação por proteínas acessórias para atingir altos níveis de transcrição. Seqüências regulatórias- Regiões nas quais proteínas de regulação gênica se ligam para regular a taxa de processos de associação ao promotor

25 Promotores eucarióticos São mais complexos e variados; Posições e orientações variáveis em relação à seq. transcrita. Seqüências bem distantes podem funcionar como intensificadores ou silenciadores da transcrição; Há pelo menos 6 fatores de transcrição (GTFs), funcionando de forma análoga ao fator. Há a formação de um complexo pré-iniciação, com uma proteína ligadora de TATA box. Outros fatores se ligam para formar o complexo.

26

27

28

29 Atividade da RNA polimerase gera tensão na fita de DNA. Resolução através da atividade da DNA topoisomerase.