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TRANSCRIÇÃO Biologia Molecular Profª Marília Scopel Andrighetti.

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1 TRANSCRIÇÃO Biologia Molecular Profª Marília Scopel Andrighetti

2 Dogma central O fluxo da informação é unidirecional

3 TRANSCRIÇÃO DO DNA Processo pelo qual uma molécula de RNA é sintetizada a partir da informação contida na sequência de nucleotídeos de uma molécula de DNA fita dupla; Processo bastante variável para atender as necessidades fisiológicas da célula; Apenas uma das fitas é utilizada como molde para a síntese do RNA (fita molde direção 35). A outra fita é idêntica à fita de RNA sintetizada (fita codificadora direção 53), com a substituição de T por U;

4 Fitas molde e codificadora

5 O molde é local Genes podem ser transcritos utilizando uma das fitas de DNA como molde, enquanto outros podem utilizar a outra fita do DNA. A escolha da fita molde depende da localização e orientação do promotor

6 TRANSCRIÇÃO DO DNA RNA informacional : RNA mensageiro. Sempre é codificado em polipeptídeos pela tradução; RNA funcional : nunca são traduzidos em polipeptídeos e sua ação é puramente no nível de RNA. Ex: tRNA, rRNA, e outros pequenos RNA's; Síntese do RNA: RNA polimerase + ribonucleosídeos trifosfatados.

7 A maquinaria de transcrição

8 ATIVIDADES DA RNA POLIMERASE 1. Reconhecem e ligam-se em sequências específicas do DNA; 2. Desnaturam o DNA na altura dos nucleotídeos que serão transcritos; 3. Mantém as fitas de DNA separadas na região de síntese; 4. Estabiliza o híbrido DNA:RNA na síntese; 5. Renatura o DNA imediatamente após a síntese; 6. Termina a síntese sozinha, ou com ajuda de proteínas.

9 RNA polimerase I – localizada no nucléolo e responsável pela síntese do RNA ribossômico; RNA polimerase II – localizada no nucleoplasma e responsável pela síntese do RNA mensageiro; RNA polimerase III – também localizada no nucleoplasma e responsável pela síntese do RNA transportador. RNA POLIMERASE - EUCARIOTOS

10 RNA POLIMERASE - PROCARIOTOS SubunidadePapel a Participa da iniciação, liga-se a sequências reguladoras b Participa da iniciação e alongamento, forma ligações fosfodiéster b'Liga-se a molde de DNA s Reconhece promotor, inicia síntese (dissociando- se logo após)

11 TRANSCRIÇÃO DO DNA A ligação ocorre entre o ribonucleotídeo presente e o fostato do C5 do ribonucleosídeo trifosfatado a ser incorporado; A RNA polimerase não necessita de primer para iniciar a síntese.

12 Não é que parece com a replicação?

13 TRANSCRIÇÃO DO DNA INÍCIO INÍCIO Reconhecimento de sequências específicas no DNA ALONGAMENTO ALONGAMENTO Incorporação dos ribonucleotídeos TERMINAÇÃO TERMINAÇÃO Sequências no DNA são reconhecidas e a síntese é interrompida

14 INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO O DNA apresenta sequências específicas, denominadas PROMOTORES, que sinalizam exatamente onde a síntese do RNA deve ser iniciada; São sequências de 100 a 200 nucleotídeos próximos ao sítio de início da transcrição; Os promotores são, primeiramente, reconhecidos por fatores de transcrição que, ligados ao DNA, interagem com outros fatores, formando um complexo ao qual a RNA polimerase se associa; A RNA polimerase liga-se frouxamente à dupla fita de DNA e reconhece o promotor.

15 INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO No promotor, 2 sequências são altamente conservadas: a -10 (TATAAT) e a -35 (TTGACA), as quais separam-se por, aproximadamente 17 nucleotídeos; O primeiro nucleotídeo a ser transcrito é geralmente uma purina – A ou G; A região -10 recebe o nome de TATAbox ; Elementos enhancer ou amplificadores são sequências pequenas de DNA que podem ocorrer na região 5 do gene, as quais ativam a expressão do mesmo.

16 INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO A holoenzima RNA polimerase liga-se especificamente nas regiões -10 e -35 em uma das faces da dupla fita (fita molde). Essa ligação ocorre na cavidade maior do DNA, onde as bases estão acessíveis a proteínas.

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18 INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO Após a ligação da RNA polimerase, forma-se o complexo de iniciação da transcrição; O complexo abre-se formando a bolha de transcrição; Essa abertura ocorre na região -10 (TATAbox) a qual é rica em AT.

19 INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO 1. Ocorre a incorporação de 2 primeiros ribonucleotídeos e a formação da ligação fosfodiéster; 2. Após, a enzima sintetiza alguns oligonucleotídeos de 2 a 9 pb; 3. Enquanto o fator permanece ligado na enzima (fator que reconhece o sítio de início da transcrição), a enzima não se desloca; 4. Depois que o fator se desliga, a enzima fica livre para se deslocar e iniciar a fase de alongamento ; 5. O promotor e o fator ficam livres para iniciar outro ciclo de transcrição.

20 Subunidade Sigma -- σ A subunidade sigma 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.

21 Sigma na iniciação da transcrição

22 E onde fica o RNA? É feito no núcleo e depois vai para o citoplasma Mas procarioto não tem núcleo... Por isso se diz que sua transcrição é acoplada com a tradução

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24 Eucariotos O RNA vai para o citoplasma

25 Transcrição em procariotos

26 ALONGAMENTO DA CADEIA A polimerase desliza ao longo da fita molde estendendo uma cadeia de RNA crescente no sentido 5 3 através da adição de ribonucleotídeos; Durante o alongamento, 18pb estão desnaturados e 12pb formam um híbrido DNA:RNA; O deslocamento da RNA polimerase gera superenrolamento positivo à frente da bolha de transcrição e negativo atrás da mesma, sendo necessárias topoisomerases para o bom funcionamento da enzima; Este processo ocorre até a RNA polimerase encontrar uma sequência específica no DNA que determina o término do alongamento.

27 TÉRMINO DA TRANSCRIÇÃO Quando a RNA polimerase encontra o sítio de terminação na fita molde, ela se desliga do DNA juntamente com a nova cadeia de RNA sintetizada devido à uma desestabilização do complexo de transcrição; O desligamento do RNA do sistema provoca a ruptura do complexo de transcrição e as fitas do DNA são renaturadas.

28 Em procariotos a região terminadora apresenta uma longa sequência de A na fita molde. A RNA polimerase, ao longo do pareamento AU (mais fraco) desestabiliza o híbrido DNA:RNA e o DNA é renaturado; Em eucariotos, as 3 RNAs polimerases terminam a síntese em regiões de DNA ricas em T. TÉRMINO DA TRANSCRIÇÃO

29 Em procariotos, logo após o RNA ser liberado da bolha de transcrição, os ribossomos se ligam e iniciam a tradução ; Em eucariotos, os RNAs sintetizados no núcleo durante o processo de transcrição são chamados de transcritos primários (hnRNA); Na maioria das vezes, esses transcritos não representam a molécula madura, ou seja, aquela cuja sequência e estrutura correspondem à forma final do RNA funcional (mRNA); Esses transcritos necessitam sofrer modificações que fazem parte do processamento do RNA. ATIVIDADES PÓS- TRANSCRICIONAIS


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