Transcrição do DNA. Dogma central. O fluxo da informação é unidirecional. Refutação definitiva da herança dos caracteres adquiridos 26/04/2015

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1 Transcrição do DNA José Francisco Diogo da Silva Junior Mestrando CMANS/UECE Dogma central O fluxo da informação é unidirecional Refutação definitiva da herança dos caracteres adquiridos 1

2 A iniciação da transcrição O início da transcrição é o estágio mais importante para a regulação da expressão gênica Tanto nos procarióticos como nos eucarióticos, as proteínas reguladoras Se ligam ao DNA Ligam e desligam os genes de transcrição O mecanismo de transcrição dos eucarióticos é complexo, envolvendo várias proteínas, chamadas fatores de transcrição, que se ligam à sequências de DNA chamados de acentuadores (enhancers) Transcrição O que é?: processo de cópia do DNA em RNA Pra quê serve? Para ativação e desativação diferencial de genes Define o repertório de genes ativos a cada instante, o transcriptoma Muda de acordo com o tecido, alimentação, estímulos ambientais Um entendimento fino e preciso da regulação da transcrição gênica define a adaptação do indivíduo ao meio, diferenciação celular, embriogênese, etc... Genoma ativo no tempo 2

3 Eucariotos O RNA vai para o citoplasma 3

4 E pra quê serve o RNA mesmo? Ele é um intermediário do DNA (adaptador de Crick) para regular a produção de uma proteína Quanto mais se precisa da proteína, mais RNA dela é produzido => Regulação da transcrição Fatores de transcrição Tipos de RNA mrna = 3 5% do RNA total da célula 4

5 RNAs bem conhecidos mrna trna rrna A primazia do mrna Custou em ser descoberto Heterogêneo em tamanho Pequena quantidade DNA-like RNA (mrna) foi descoberto no fago T2 Contém as instruções para a produção das proteínas que estão sendo necessárias em um determinado momento O estudo de bibliotecas de cdna (transcriptômica; genômica funcional) 5

6 O RNA é maior que a proteína O gene O que é um gene? Qual a estrutura molecular de um gene? Depende... De que organismos você está falando? Procariotos X Eucariotos 6

7 Mesmo dentro dos eucariotos, há grande variação Tamanho do gene inclui íntros e éxons O gene eucarioto Processamento: íntrons (sequência não transcrita) éxons (constitui o mrna e se traduz em proteína) Promotores, enhancers 7

8 Processamento alternativo Splicing do RNA No splicing alternativo, os éxons podem se juntar em combinações diferentes, produzindo mais de um tipo de polipeptídio a partir de um único gene. 8

9 Exons DNA Exons DNA RNA transportador

10 Exons DNA RNA transportador splicing do RNA ou mrna DNA RNA transcrito com cap e tail Cap Éxon Íntron Éxon Íntron Éxon Transcrição Adição da cap e tail Íntrons removidos Tail Éxons separados mrna Sequência codificante Núcleo Citoplasma 10

11 O RNA eucariótico Fitas molde e codificadora 11

12 O molde é local Genes podem estar numa ou noutra fita do DNA A escolha da fita molde depende da localização e orientação do promotor 5000 pares de nucleotídeos Os promotores procarióticos 35 box e o TATA box 12

13 Enhancers Os acentuadores (enhancers) Enhancers são áreas do DNA que são responsáveis pelo aumento nas taxas de transcrição Os enhancers são geralmente associados com genes que são abundantemente expressos Ex: gene de imunoglobinas (codificam anticorpos), gene da B hemoglobina em humanos Podem ser encontrados em regiões acima (upstream), abaixo (downstream) ou diretamente próximo ao gene a ser transcrito Regiões acentuadoras podem estar distantes muitos milhares de pares de base deste, e em qualquer uma das fitas Acentuadores (sequências de controle do DNA) RNA polimerase Fator de transcrição Promotor Gene Transcrição 13

14 A sequência promotora ou O promotor Fatores de transcrição Para ampliar a expressão de um gene em particular, as proteínas regulatórias (em vermelho) podem se ligar a uma sequência de acentuadores. 14

15 Síntese (simultânea) do RNA A liberação imediata permite a síntese de muitas cópias de RNA ao mesmo tempo 15

16 RNA pols de eucariotos Tipos de Polimerases RNA polimerase I RNA polimerase II RNA polimerase III Genes transcritos Genes de rrna 5.8S, 18S e 28S Genes de mrnas e snornas, alguns genes de snrnas Genes de trnas, rrna 5S, alguns snrna, outros RNAs pequenos Subunidade Sigma (σ) A subunidade sigma (σ) 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 nem ligar se e desligar se a ela repetidamente. 16

17 Os fatores de transcrição: TF s Fatores de iniciação TATA binding protein O processo começa com a ligação de TFIID ao TATA box ou sequência TATA (sequência de DNA dupla hélice composta por nucleotídeos T e A) A subunidade de TFIID que reconhece a sequência TATA no promotor é denominada TBP (TATA binding protein) 17

18 Outras sequências promotoras A seqüência TATA box não é a única que sinaliza o início da transcrição, mas é a mais importante e ubiqua A ligação de TFIID provoca uma grande distorção no DNA da TATA box (localização de um promotor) Complexo de iniciação da transcrição 18

19 Terminação da transcrição Mecanismo pouco conhecido: pares de nucleotideos A T precedida por uma seqüência de DNA duplamente simétrica (terminação intrínseca) Transporte seletivo de mrnas O transporte seletivo está associado ao processamento correto do RNA O complexo do poro nuclear reconhece e transporta apenas mrnas completos Na sua síntese, o RNA se liga a uma série de proteínas: Complexo de ligação à capa Proteínas de splicing (SR) Proteínas de ligação à cauda poli A 19

20 Transporte seletivo de mrnas Controle da expressão gênica 20

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