Transcrição do RNA em Organismos Procariotos 1-Aspectos Gerais 2-RNA Polimerase DNA Dependente 3-Região Promotora 4-Transcrição em E. coli 5-mRNA policistrônico Edmar Vaz de Andrade www.ufam.edu.br/~edandrade

1-Aspectos Gerais Comparação entre os processos de transcrição e replicação Replicação do DNA Direção da síntese: 5’-3’ Cromossomo inteiro é copiado Requer iniciador As duas fitas da dupla hélice são copiadas Transcrição do RNA Direção da síntese: 5’-3’ Segmentos gênicos são copiados Não requer iniciador Somente uma fita serve como molde em um dado momento

Tipos de RNAs transcritos 1-Aspectos Gerais Tipos de RNAs transcritos mRNA: codifica a seqüência de aminoácidos de cadeias polipeptídicas. tRNA: transporta um aminoácido específico durante a síntese protéica. rRNA: interage com proteínas constituindo os ribossomos (maquinário da síntese protéica). RNAs reguladores: regulação de diferentes processos celulares

2-RNA Polimerase DNA Dependente Fita molde Desanelamento Bolha de transcrição Re-anelamento Direção da transcrição Sítio ativo Fita codificadora RNA polimerase DNA-RNA híbrido, 8 pb Transcrição pela RNA polimerase na Echerichia coli RNA polimerase DNA dependente

2-RNA Polimerase DNA Dependente Fita 5’-3’: fita codificadora Fita 3’-5’: fita molde RNA transcrito O RNA é transcrito a partir da fita molde e sua sequência é idêntica a da fita codidificadora (U/T)

Polimerização mediada pela RNA polimerase 2-RNA Polimerase DNA Dependente Polimerização mediada pela RNA polimerase

Sítio de início de transcrição (+1) 3-Região Promotora Região -35 TTGACA N17 TATAAT N6 Região a ser transcrita Região -10 Espaçadores Sítio de início de transcrição (+1) Sequência conservada de promotores de E. coli reconhecidos pela subunidade sigma 70

2-RNA Polimerase DNA Dependente Genes essencias para a manutenção celular – house keeping genes Genes regulados por nitrogênio Genes relacionados com a adaptação ao estresse térmico Genes relacionados com quimiotaxia e síntese de flagelos Genes relacionados com a adaptação ao estresse térmico extremo Subunidades sigma descritas em E. coli [Sadhale P, Verma J and Naorem A 2007 Basal transcription machinery: role in regulation of stress reponse in eukaryotes; J. Biosci. 32 569–578]

Eficiência da ligação da RNA polimerase ao promotor 3-Região Promotora Eficiência da ligação da RNA polimerase ao promotor Sequência nucleotídica do promotor Espaçamento entre as regiões -10 e -35 Distância entre as regiões -10 e -35 e o sítio de início de transcrição

Reconhecimento do promotor pela subunidade 3-Região Promotora Reconhecimento do promotor pela subunidade sigma em E. coli [Sadhale P, Verma J and Naorem A 2007 Basal transcription machinery: role in regulation of stress reponse in eukaryotes; J. Biosci. 32 569–578]

Etapa de início da transcrição 4-Transcrição em E. coli Etapa de início da transcrição

Etapa de elongação da transcrição 4-Transcrição em E. coli Etapa de elongação da transcrição

Etapa de término da transcrição 4-Transcrição em E. coli Etapa de término da transcrição

Etapa de término da transcrição independente da proteína ρ (ro) 4-Transcrição em E. coli Etapa de término da transcrição independente da proteína ρ (ro)

5-mRNA policistrônico Decodificação de vários genes a partir de um único mRNA

Transcrição do RNA em Organismos Eucariotos 1-Aspectos gerais 2-Complexo de iniciação 3-Processamento Pós-Transcricioanal 4-DNA polimerase RNA dependente

1-Aspectos gerais mRNA monocistrônico

1-Aspectos gerais RNA polimerase I RNA polimerase II Tipos de RNA polimerase em eucariotos RNA polimerase I Transcrição de rRNA RNA polimerase II Transcrição de mRNA RNA polimerase III Transcrição de tRNA, rRNA e RNAs reguladores

1-Aspectos gerais Seqüências reguladoras Seqüência TATA Seqüência Inr Promotores reconhecidos pela RNA polimerase II de eucariotos.

2-Complexo de iniciação Dobramento da dupla-hélice quando associada a proteína TBP Fatores gerais de transcrição (TF) Reconhecimento da região promotora pela TBP (Proteína Ligante da Região TATA)

2-Complexo de iniciação Inr Domínio N-terminal Fatores gerais de transcrição (TF) Reconhecimento da região promotora pela TBP (Proteína Ligante da Região TATA)

2-Complexo de iniciação Interação da RNA polimerase II com o promotor TFIIF: posiciona a RNA polimerase ao promotor e ao sítio Inr

2-Complexo de iniciação Sítio de ancoragem para TFIIH TFIIH Helicase e fosforilação do domínio C-terminal de RNA Pol II Conclusão da etapa de iniciação

3-Processamento Pós-Transcricional Processamento do pré-mRNA eucarioto

3-Processamento Pós-Transcricional 7-metil-guanilato Ligação 5’-5’ fosfato Estrutura do quepe 5’ metilado do mRNA de eucariotos

3-Processamento Pós-Transcricional Sítio de corte e emenda 3’ Sítio de corte e emenda 5’ Ponto de forquilha Região rica em bases pirimidinas Seqüências conservadas que regulam o splicing nos pré-mRNAs de eucariotos

3-Processamento Pós-Transcricional 1a reação de transesterificação 2a reação de transesterificação Mecanismo geral do splicing

3-Processamento Pós-Transcricional Reconhecimento dos sinais de poli(A) por fatores protéicos Ligação da poli(A) polimerase (PAP) Clivagem e poliadelilação do pré-mRNA eucariótico

3-Processamento Pós-Transcricional Poliadenilação lenta (≈ 12 resíduos) Clivagem no sítio de poli(A) Clivagem e poliadelilação do pré-mRNA eucariótico

3-Processamento Pós-Transcricional PABII: regula a atividade da enzima poli(A) polimerase Proteína II de ligação à poli(A) - PABII Clivagem e poliadelilação do pré-mRNA eucariótico

Quando não mencionado, as figuras apresentadas foram retiradas, com ou sem modificações, das seguintes referências: 1. LODISH, H; DARNELL, J. E. e BALTIMORE, D. 2005. “Biologia Celular e Molecular”, 5ª edição. Artmed Editora SA. Porto Alegre-Brasil. (www.whfreeman.com/lodish) 2. LEHNINGER, A. L. NELSON, D. L e COX, M. M. 2000. “Principles of Biochemistry”. 3ª Edition, Worth Publitions.