Transcrição e processamento do pré-mRNA

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Transcrição e processamento do pré-mRNA

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Transcrição e processamento do pré-mRNA

  1. 1. TranscriçãoPriscila Rodrigues de Souza
  2. 2. Transcrição: é a síntese de moléculas de RNA, com o DNA como molde .Estrutura do RNAO RNA, como o DNA, é um polímero que consiste em nucleotídeos unidos por ligaçãofosfodiéster. Entretanto, existem várias diferenças importantes nas estruturas do DNAe do RNA.O RNA difere do DNA por conter uracil em vez de timina, ser normalmenteunifilamentar e por conter o açúcar ribose.Tipos de RNAs
  3. 3. Somente pequena parcela do DNA total das células é transcrito. Genes individuais sãotranscritos apenas quando seus produtos são necessários.Genoma = DNA codificante(aquele que é transcrito) + DNA não-codificante (“DNAlixo”)O molde para a síntese de RNA é um filamento único da dupla-hélice de DNA. Aocontrário da replicação, a transcrição ocorre em apenas um dos dois filamentos deDNA.O filamento usado para a trancrição é chamado de filamento molde. O outrofilamento, chamdo de filamento não-molde, geralmente não é transcrito.
  4. 4. Uma unidade de trancrição ou gene é um trecho de DNA que codifica uma moléculade RNA e as sequencias necessárias para sua transcrição apropriada. Cada unidadede transcrição ou gene inclui um promotor, uma região codificante de RNA e umfinalizador.Promotor é uma sequência de DNA que o aparelho de transcrição reconhece e à qualse liga. Ele indica qual dos dois filamentos de DNA deve ser lido como molde e osentido da transcrição. Também determina o ponto de início da transcrição, o primeironucleotídeo que será transcrito em RNA. Está situado perto do sítio de início datranscrição, mas ele mesmo não é transcrito.Os promotores contêm sequências curtas de consenso (nucleotídeos mais comumenteencontrados em um local específico) como por exemplo a sequencia de consenso –10 (na região -10) cuja sequência é 5’ TATAAT 3’.A região codificante de RNA é uma sequência denucleotídeos de DNA que écopiada em uma molécula de RNA.O finalizador é a sequência de nucleotídeos que indica onde termina a transcrição.Em geral a transcrição pára após o finalizador ter sido copiado em RNA.O RNA é sintetizado a partir de trifosfatos de ribonucleosídeos. A transcrição é de5’3’: cada novo nucleotídeo é unido ao grupo3’-OH do último nucleotídeo adicionadoá molécula crescente de RNA. A síntese de RNA não requer um primer.
  5. 5. Transcrição em ProcariotosOcorre diretamente no citoplasma (procariotos não possuem núcleo).RNA polimerase: É uma enzima formada por muitas cadeias polipeptídicas, quecatalisam toda transcrição do DNA.Só há um tipo de RNA polimerase que catalisa a síntese de todas as classes de RNA(mRNA, tRNA, e rRNA). No centro da RNA polimerase estão 4 subunidades(cadeiaspolipeptídicas individuais) que constituem o cerne da enzima: duas subunidadeschamadas α, uma β e uma β’.O cerne da enzima catalisa o alongamento da molécula de RNA. Outras subunidadesfuncionais se unem e deixam o cerne da enzima em estágios particulares datranscrição. O fator sigma controla a ligação da RNA pol ao promotor. Sem sigma, aRNA pol iniciaria a transcrição em qualquer ponto do DNA. Sigma é necessárioapenas para a ligação do promotor e a iniciação.Estágios da transcrição: iniciação, alongamento e términoIniciaçãoInclui :1) reconhecimento ao promotor; 2) formação da bolha de transcrição, 3) criaçãodas primeiras ligações entre rNTPs e 4) saída do aparelho de transcrição do promotor.O fator sigma associa-se ao cerne da enzima RNA pol para formar uma holoenzima,que se liga à sequência de consenso -35 e -10 no promotor do DNA (a orientação eespaçamento das sequencias de consenso determinam qual filamento será o moldepara a trancrição, e portanto determinam o sentido da transcrição). Após a holoenzima ter se ligado ao promotor a RNA pol é posicionada no ponto inicialda transcrição (posição +1) e desenrola o DNA para produzir um molde unifilamentar .
  6. 6. A RNA polimerase transcreve o DNA usando rNTPs(trifosfatos de ribonucleosídeos)como substratos na síntese de RNA. Dois fosfatos são cortados do rNTPs e, onucleotídeo resultante é unido ao grupo 3’-OH do filamento crescente de RNA.AlongamentoApós a iniciação, a RNA pol move-se ao longo do molde, deselicoidizandoprogressivamente o DNA na margem da bolha de transcrição, juntando nucleotídeos àmolécula de RNA de acordo com a sequência do molde e reenrolando o DNA namargem antecedente da bolha. As enzimas topoisomerases aliviam o estresseassociado à deselicoidização e reelicoidização do DNA na transcrição, assim comofazem na replicação.TérminoA RNA polimerase move-se ao longo do molde até transcrever o finalizador. Atranscrição termina após ser transcrito o finalizador.2 tipos de finalizadores:
  7. 7. -finalizadores dependentes de rô : A proteína rô se liga à cadeia crescente de RNAe se move de 5’ para 3’ ao longo da cadeia do RNA. Quando a RNA polimerasediminui ou para na sequência de terminação de rô, a rô se liga à polimerase e retira oRNA da bolha de transcrição.-finalizadores independentes de rô: apresentam seqüências nucleotídicas ( rica emC:G seguida de seis ou mais pares de bases A:T, com os A presentes no filamentomolde) capazes de formar grampos (dificultam o movimento da RNA polimerase pelacadeia de DNA). Os grampos são seguidos de uma seqüência rica em A (a ligação A-U é facilmente rompida facilitando a liberação do RNA transcrito).Transcrição em Eucariotos-Envolve mais fatores de transcrição que procariotos.--Transcrição ocorre no núcleo.Três tipos de RNA polimerase que reconhecem tipos diferentes de promotores:RNA pol I - trancreve o rRNA.
  8. 8. RNA pol II- trancreve o mRNA.RNA pol III- transcreve o tRNA, snRNA e outros RNA’s pequenos.Nas células eucarióticas, o reconhecimento do promotor é feito por proteínasacessórias que se ligam ao promotor e então escolhem uma RNA pol específica (I,IIou III) para o promotor.Promotores da RNA pol IIConsiste em 2 partes: o cerne do promotor e o regulador do promotor(afeta a taxa detranscrição).O cerne do promotor está situado adjacentemente o sítio de início da transcrição einclui tipicamente uma ou mais sequências de consenso. A mais comum dessassequências de consenso é o TATA Box, que tem sequências de consenso TATAAA.Todas as sequências de consenso no cerne são reconhecidas por fatores detranscrição(ptns acessórias) que se ligam à elas e servem com uma plataforma para amontagem do aparelho basal de transcrição.IniciaçãoO fator de transcrição TFIID liga-se ao TATA Box . Fatores TFIIA e TFIIB se ligam eformam um complexo com TFIID. O Complexo resultante se liga à RNA polimerase II,a qual já se ligou ao TFIIF. O Complexo resultante é completado com a adição deTFIIE, TFIIJ, e TFIIH. A RNA pol é ativada através de fosfoliração e, então inicia atranscrição no ponto de início (+1).
  9. 9. Alongamento:Durante essa fase, o RNA recém-sintetizado pareia-se temporariamente com a fitamolde de DNA, formando um híbrido curto RNA-DNA. Uma vez iniciada, a transcriçãosegue numa velocidade de aproximadamente 50 nucleotídeos por segundo, estando aRNA polimerase ligada à fita molde de DNA até encontrar o sinal de término datranscrição.TérminoAs 3 RNA pol utilizam mecanismos diferentes para o término. RNA polimerase IIencontra uma sequência que indica o término da transcrição (AAUAAA ou AUUAAA– Sinal de Poliadenilação) na extremidade 3’ do RNA nascente. A RNA pol I requerum fator de término que se liga a uma sequência de DNA posterior ao sítio de término.A RNA pol III termina a transcrição após transcrever uma sequência finalizadora ricaem Us na molécula de RNA
  10. 10. Processamento do pré-mRNAPriscila Rodrigues de Souza
  11. 11. Muitos genes eucarióticos contêm éxons e íntrons, ambos os quais são transcritos emRNA. Os éxons são regiões codificantes(corresponde á informação que sairá donúcleo e será traduzida no citoplasma e que determina a sequência de aminoácidosque o polipeptídio deverá ter) e os íntrons são regiões não-codificantes( macete paradecorar: os íntrons são INTRONmetidos).Os íntrons são removidos pelo processamento do RNA , tendo tamanho e número quevariam de gene para gene. São raramente encontrados em procariotos.A estrutura do RNA MensageiroO RNA mensageiro funciona como molde para a síntese de proteínas.Cadaaminoácido em uma proteína é especificado por um conjunto de 3 nucleotídeos nomRNA, chamado um códon. Os mRNA tanto eucariótico como procariótico contêmtrês regiões primárias: 1- Região 5’ não traduzida: sequência de nucleotídeos na ponta 5’ do mRNA que não codifica a sequência de aminoácidos numa proteína. No RNA bacteriano, essa região contém uma sequência de consenso chamada de sequência Shine-Dalgarno que serve como sítio de ligação de ribooso durante a tradução. O mRNA não tem uma sequência de consenso equivalente em sua região não traduzida 5’. 2- Região codificante de proteínas: compreende os códons que especificam a sequência de aminoácidos da proteína. 3- Região 3’ não codificante: sequência de nucleotídeos na ponta 3’ do mRNA que não é traduzida em proteína.Processamento do Pré-mRNA
  12. 12. Nas bactérias a transcrição e a tradução ocorrem simultaneamente e com isso há pouca oportunidade para que o mRNA bacteriano seja modificado antes da síntese de proteínas. Já o mRNA eucariótico é amplamente alterado após a transcrição. O transcrito inicial de genes é chamado de pré-mRNA, enquanto o transcrito final processado é o mRNA. Adição do Cap 5’ Consiste na adição de um nucleotídeo guanina à ponta 5’ do mRNA e metilação pela adição de um grupo metil(CH3) à base no nucleotídeo recém adicionado e ao grupo 2’-OH do açúcar de um ou mais nucleotídeos na ponta 5’. Apresença do cap 5’ aumenta estabilidade do mRNA, influencia a remoção dos íntrons e funciona no início da tradução.Adição da Cauda Poli(A)Muitos genes eucarióticos transcritos pela RNA pol II são transcritos além da ponta dasequência codificante. Esse material extra na ponta 3’ é então cortado e uma caudapoli(A) (50 a 250 nucleotídeos adenina) é adicionada. A sequência de consensoAAUAAA está geralmente de 11 a 30 nucleotídeos antecedente ao ponto de corte edetermina o ponto ao qual irá ocorrer o corte. Uma sequência rica em Us(ou Gs e Us)está tipicamente posterior ao ponto de corte.A cauda poli(A) confere estabilida ao mRNA, aumentado o tempo que o mRNApermanece intacto e disponível para a tradução antes de ser degradado por enzimascelulares.
  13. 13. Recomposição do DNAProcesso de remoção dos íntrons(os intronmetidos, lembra? rsrsrs) que ocorre nonúcleo após a transcrição.A recomposição requer a presença de 3 sequências no íntron. Uma ponta do íntrons échamada de sítio de corte 5’ e a outra ponta é o sítio de corte 3’. Esses pontos decorte apresentam sequências de consenso, sendo que a maioria dos íntrons começamco GU e termina AG. A terceira sequência importante ésta no chamado ponto deramificação, que é uma nucleotídeo adenina que fica de 18 a 40 nucleotídeosantecedentes ao ponto de corte 3’. A deleção ou mutação nonucleotídeo adenina noponto de ramificação impede a recomposição.A recomposição ocorre num grande complexo chamado spliceossomo que consisteem snRNA(RNAs nucleares) e proteínas associadas.Processo de RecomposiçãoAntes que ocorra a recomposição, um éxon antecedente(éxon 1) e um éxonposterior(éxon 2) são separados por um íntron. Numa primeira etapa, o pré-mRNA écortado no sítio de corte 5’. Esse corte separa o éxon1 do íntron, e a ponta 5’ doíntron se liga ao seu ponto de ramificação, isto é, o íntron se dobra sobre si mesmo,formando uma estrutura chamada de laço. Na segunda etapa é feito um corte no sítiode corte 3’ e, simultaneamente, a ponta 3’ do éxon1 se liga à ponta 5’ do éxon2 numareação de transesterificação. O íntron é liberado como um laço,depois torna-se linear eé degradado por enzimas nucleares. O mRNA final, consistindo em éxons unidos, éliberado para o citoplasma onde ele é traduzido.
  14. 14. Vias alternativas de processamentoPermite que os éxons sejam recompostos em combinações diferentes para produzirmRNA que codificam proteínas diferentes.Ex: Recomposição alternativa e múltiplos sítios de corte 3’
  15. 15. Edição do RNANa edição do Mrna, a sequência codificante de uma molécula de mRNA é alteradaapós a transcrição, e assim a proteína tem uma sequência de aminoácidos que difereda codificada pelo gene. O processo inclui a inserção e deleção de nucleotídeos e aconversão de uma base em outra.
  16. 16. RESUMINDO O PROCESSAMENTO DO mRNA

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