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2 A síntese de DNA tem como objetivo replicar, de modo exato, o genoma. Já a síntese de RNA está relacionada com a própria expressão gênica. O processo de síntese de RNA, a partir de um molde de DNA, é denominado de transcrição.

3 O RNA é uma molécula semelhante ao DNA; é também uma molécula longa, linear, contendo 4 tipos de nucleotídeos, unidos por ligações 3'- 5' fosfodiéster. Duas diferenças nos grupos constituintes distinguem o RNA do DNA: * O açúcar constituinte é a ribose. O nucleotídeo timina, no RNA é substituído por uracila.

4 O RNA normalmente ocorre na forma de fita simples, e não em dupla hélice como no DNA. O RNA é sintetizado sobre um molde de DNA por um mecanismo semelhante a replicação do DNA: pareamento das bases complementares estabilizadas por pontes de hidrogênio. Existem diferentes tipos de moleculas de RNA com funções específicas: RNA transportador (trna) RNA ribossômico (rrna) RNA mensageiro (mrna)

5 Para que ocorra o processo de transcrição é necessária a presença de uma enzima a RNA polimerase. Esta enzima reconhece o sítio de iniciação do gene, identifica a cadeia do DNA em que está contido e inicia a transcrição. Durante este processo, o pareamento dos nucleotídeos de RNA na cadeia de DNA, segue um padrão determinado. A adenina se pareia com uracila (uma vez que a molécula de RNA apresenta esta base no lugar de timina), a timina do DNA se pareia com adenina, citosina com guanina e guanina com citosina.

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7 A informação genética das cadeias de DNA é transferida a uma sequência complementar de nucleotídeos no RNA, através da enzima RNA polimerase. Esta enzima cataliza a formação da ligação 3-5 fosfodiéster entre os nucleotídeos, porém ela só age na presença do molde de DNA. Embora a RNA polimerase use o DNA dupla fita para sintetizar o RNA, o verdadeiro molde é DNA fita simples, que a enzima expõe desenrolando um pedaço da hélice a medida que passa. Quando a síntese termina, o RNA se destaca rapidamente e as duas fitas do DNA voltam a se parear.

8 A síntese de RNA é semelhante à síntese de DNA: A sequência de bases é determinada pelo pareamento complementar nucleotídeo - molde. A cadeia de RNA cresce no sentido 5-3. Elongação é rápida: cerca de 50 nucleotídeos/sec. Na síntese de RNA não ocorre o fenômeno de reparo, fenômeno que ocorre na replicação do DNA, mas como o RNA não sofre replicação os possíveis erros não são passados para futuras gerações. Durante a transcrição, apenas um gene de cada fíta de DNA é transcrita. Em alguns organismos uma fita é molde para alguns genes e a outra para outros genes, em outros organismos todos os genes transcritos estão na mesma fita de DNA.

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10 Transcrição em procariotos A enzima que cataliza a transcrição em procariotos, RNA polimerase, é composta por 5 subunidades: b, b, a, d e w. A subunidade b é o centro catalítico. Alguns antibióticos se ligam a esta subunidade e inibem a iniciação da síntese de RNA, outros inibem a elongação. A subunidade d não tem atividade catalítica. A transcrição do RNA é dividida em três etapas: Iniciação, Elongação e Terminação.

11 Iniciação A subunidade d reconhece e se liga a uma sequência de iniciação (promotor) que está na molécula de DNA. A partir da ligação da RNA polimerase na molécula de DNA, através do promotor, dá-se início a elongação da molécula de RNA. O Promotor corresponde a uma sequência específica de bases reconhecida pela RNA polimerase. Existem duas sequências promotoras mais comuns no DNA, ambas contendo 6 nucleotídeos. Uma localizada a cerca de 10 pares de bases (-10) e outra de 35 pares de bases (-35) do ponto onde se inicia a síntese de RNA. Portanto a RNA polimerase entra em contato com as bases e com os grupos fosfatos nas sequências -l0 e -35 do DNA.

12 Elongação Depois de iniciada a transcrição, a subunidade d se desprende do complexo enzimático e fica livre para se ligar a outro complexo. Sem esta subunidade, a afinidade da enzima pelo promotor diminui de modo que tem início o processo de elongação.

13 A medida que a RNA polimerase migra através do DNA, ela desenrola e enrola o DNA.

14 Terminação Terminadores são sequências de bases no DNA cuja função é parar a síntese de RNA em pontos específicos. Existem dois grupos de terminadores: r independentes (não dependem do fator r): É uma sequência de 6 nucleotídeos adenina no molde de DNA, que são transcritos em uracila no RNA. Quando ocorre elongação nesta região as pontes formadas entre desoxia e ribou são instáveis fazendo com que a cadeia de RNA seja expelida. r dependentes (dependem do fator r): A enzima necessita do fator r para liberar o RNA. Estas sequências terminadoras não contêm a sequência de poli A e o fator r se liga à RNA polimerase e faz com que ela se "desligue" do DNA, terminando o processo de transcrição.

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16 Transcrição em Eucariotos A síntese do RNA celular em eucariotos é catalizada por três enzimas: RNA polimerase I, RNA polimerase II e RNA polimerase III. RNA polimerase I também denominada de pol I, localiza-se no nucléolo e produz o rrna. RNA polimerase II também denominada de pol II, produz o mrna. RNA polimerase III também denominada de pol III, produz o trna e o rrna 5S. São enzimas grandes e complexas, constituídas por 10 a 15 subunidades com algumas destas subunidades comuns às três enzimas. Existem para as três polimerases, promotores e terminadores que regulam a velocidade da transcrição, que são diferentes para estas três enzimas.

17 Existem algumas proteínas, fatores de transcrição, que auxiliam a interação da RNA polimerase com o DNA, e são divididos em dois grupos: Fatores gerais e Fatores específicos. Fatores gerais (comuns a todos os genes): Os necessários para iniciação da transcrição, os que participam da elongação do RNA. Fatores específicos (regulam genes específicos): Os que ajudam a formação do complexo de pré-iniciação, mas podem não ser necessários após a iniciação da transcrição.

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