TRANSCRIÇÃO DO DNA: Tipos de RNA

Transcrição

1 TRANSCRIÇÃO DO DNA: Síntese do mrna Gene (Unidades transcricionais) Tipos de RNA Tipos de RNA polimerase Tipos de RNA polimerase DNA dependente Transcrição em Procariotos Transcrição em Eucariotos Mecanismos de controle da Exp. Gênica 1959/60 Jacob, Monod e Gross Isolaram o ácido ribonucleico responsável pelo direcionamento da síntese de proteínas nos ribossomos e propuseram o nome RNA mensageiro (mrna) para esta molécula. O mrna representa apenas cerca de 2% do RNA total em relação aos outros tipos de RNA (rrna e trna). 1

2 DEFINIÇÕES DE GENE Genética Mendeliana Porção do cromossoma que determina ou afeta um único caráter (fenótipo), como por exemplo a cor dos olhos. Molecular lar Beadle e Tatum, 1940 Segmento de material genético que determina ou codifica uma enzima (conceito obtido a partir de seus estudos sobre o metabolismo de fungo N.crassa) E1 E2 E3 E4 A B C D E x Segundo a proposta de Beadle e Tatum, 1gene codifica uma enzima (proteína). Este conceito vem sendo atualizado e a definição atual é a seguinte: Um gene codifica pelo menos uma cadeia polipeptídica ( Splicing alternativo ), um trna, ou um rrna, como produto final em Eucariotos. No entanto, uma cadeia polipeptídica pode ser codificada por dois genes separados, gerada a partir de Protein splicing ou mrna trans splicing ESTRUTURA GERAL DE UM GENE PROMOTOR CODIFICA RNA Downstream Upstream

3 UNIDADES TRANSCRICIONAIS DE: PROCARIOTO (policistrônica) EUCARIOTO (monocistrônica) Figure 9 1 PROCARIOTOS x EUCARIOTOS: ORGANIZAÇÃO GÊNICA, TRANSCRIÇAO E TRADUÇAO 3

4 Estrutura do Ácido Ribonucleico RNA Ligação fosfodiester entre os nucleotídeos. 5 Ligação entre P ligado ao C 5 do nucleotídeo que chega com a OH ligada ao C 3 do nucleotídeo da cadeia

5 Small nuclear RNA (snrna) Núcleo Processamento de mrna TIPOS DE RNA POLIMERASES RNA polimerase DNA dependente: Envolvida na transcrição do DNA. Utiliza nucleotídeos tri fosfatados (NTP) como substrato e depende de uma fita molde antiparalela. Catalisa o ataque nucleofílico da hidroxila do carbono 3 da ribose sobre o fosfato alfa do nucleotídeo a ser incorporado na cadeia de polinucleotídeo. RNA polimerase RNA dependente: Envolvida na replicação do genoma de alguns vírus RNA. Catalisa o ataque nucleofílico da hidroxila do carbono 3 da ribose sobre o fosfato alfa do nucleotídeo a ser incorporado na cadeia de polinucleotídeo. Utiliza NTP como substrato e depende de uma fita molde antiparalela. Polinucleotídeo fosforilase (a primeira nucleotídeo polimerase isolada e caracterizada descrita por Manago e Ochoa) Catalisa a seguinte reação reversível: (NMP)n + NDP (NMP)n+1 + Pi Não depende de molde e a composição do polinucleotídeo depende da composição de NDP do meio. 5

6 Tipos de RNAs polimerases DNA dependente Compostas de subunidades (multiméricas) PROCARIOTOS EUCARIOTOS RNA Polimerase (sintetiza todos os RNAs) RNA Polimerase I (Nucléolo) : Pré rrnas rrnas 18S, 5,8S e 28S RNA Polimerase II (Nucloplasma): hnrnas mrna RNA Polimerase III (Nucleoplasma): trna e snrnas Experimento de Volkin e Astrachan, 1957 Experimento de Pulse chase para marcação das moléculas de RNA: células incubadas com uracila radioativa, seguida de incubação com uracila não radioativa Molécula de RNA se move do núcleo para o citoplasma. 6

7 TRANSCRIÇÃO EM PROCARIOTOS INÍCIO, ALONGAMENTO E TÉRMINO DA TRANSCRIÇÃO - RESUMO - 7

8 ETAPAS DA TRANSCRIÇÃO DO DNA EM PROCARIOTOS: INÍCIO ALONGAMENTO TÉRMINO TRANSCRIÇAO EM PROCARIOTOS PROMOTORESPRO CARIOTOS 8

9 Procariotos Iniciação 5 3 (DNA +)

10 ETAPAS DA TRANSCRIÇÃO DO DNA EM PROCARIOTOS: INÍCIO ALONGAMENTO TÉRMINO RNA POLIMERASE ENZIMA RESPONSÁVEL PELA SÍNTESE DE RNA Direção polimerização 5 3 Substratos: DNA molde antiparalela e NTP Holoenzima Composta de subunidades 10

11 Procariotos Alongamento (Parte 1) Procariotos Alongamento (Parte 2) DNA Toposimerase I DNA Toposimerase II 11

12 ETAPAS DA TRANSCRIÇÃO DO DNA EM PROCARIOTOS: INÍCIO ALONGAMENTO TÉRMINO Términação dependente de proteína tí rô (helicase) Proteína rô reconhece sítio rut no RNA e promove o desligamentodarna da Pol 12

13 Procariotos Terminação independente da proteína Rô Procarioto: ausência de MN (acoplamento Transcrição/Tradução) 13

14 TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS Eucariotos Transcrição Genes interrompidos (introns e exons) Presença de MN (proteção de mrna) 14

15 TRANSCRIÇÃO DO DNA PELA RNA Pol II RESUMO ETAPAS DA TRANSCRIÇÃO DO DNA EM EUOCARIOTOS: INÍCIO ALONGAMENTO PROCESSAMENTO DO RNA 15

16 Eucariotos Iniciação Promotores Eucarióticos i Necessidade de Fatores gerais de início da trasncrição TFI TFII TFIII TATA Binding Protein Montagem do complexo de início da transcrição com a RNA Pol II Atividade Helicase e Proteína Quinase 16

17 Modelo de cooperatividade para o complexo de início da transcrição no promotor TTR em hepatócitos ETAPAS DA TRANSCRIÇÃO DO DNA EM EUCARIOTOS: INÍCIO ALONGAMENTO PROCESSAMENTO DO RNA 17

18 Eucariotos Alongamento (Parte 1) Eucariotos Alongamento (Parte 2) DNA Toposimerase I e II DNA Toposimerases I e II 18

19 INIBIDORES DA TRANSCRIÇÃO EM PROCARIOTOS E EUCARIOTOS Agentes intercalantes INIBIDORES DA TRANSCRIÇÃO Amanita phalloides Rifampicina Inibidor seletivo da RNA Pol procariótica. Composto semi-sintético derivado da Amycolatopsis rifamycinica (também conhecida como Amycolatopsis mediterranei and Streptomyces mediterranei). [ Alfa-Amanitina Inibidor seletivo da RNA pol II eucariótica 19

20 ETAPAS DA TRANSCRIÇÃO DO DNA EM EUCARIOTOS: INÍCIO ALONGAMENTO PROCESSAMENTO DO RNA Processamento do hnrna Resumo 20

21 ETAPAS DO PROCESSAMENTO DO RNA CAPEAMENTO DO TERMINAL 5` SPLICING ( remoção de íntrons e ligação covalente de éxons) POLI-ADENILAÇÃO DO TERMINAL 3` Eucariotos Processamento da extremidade 5 do hnrna Heterogenous Nuclear RNA : Capeamento 21

22 ETAPAS DO PROCESSAMENTO DO RNA CAPEAMENTO DO TERMINAL 5` SPLICING ( remoção de íntrons e ligação covalente de éxons) POLI-ADENILAÇÃO DO TERMINAL 3` Eucariotos Splicing do hnrna Remoção dos Íntrons e ligação covalente dos Éxons Spliceossomo (U1,U2,U3,U4,U5) 22

23 ETAPAS DO PROCESSAMENTO DO RNA CAPEAMENTO DO TERMINAL 5` SPLICING ( remoção de íntrons e ligação covalente de éxons) POLI-ADENILAÇÃO DO TERMINAL 3` 23

24 Eucariotos Processamento da extremidade 3 do hnrna Heterogenous Nuclear RNA : Poliadenilação COMPARAÇÃO ENTRE mrnas PROCARIÓTICOS E EUCARIÓTICOS 24