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.home.ufam.edu.br/~edandrade

Dogma Central da Biologia Molecular 1-Aspectos Gerais Replicação Transcrição Tradução proteína Transcrição Processo pelo qual ocorre a síntese de uma molécula de RNA a partir de uma molécula DNA molde. Dogma Central da Biologia Molecular

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

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

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

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

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

Etapa de início da transcrição 4-Transcrição em E. coli Etapa de início da transcrição A polimerase se liga à sequência promotora no duplex de DNA. “Complexo fechado” A polimerase separa o duplex de DNA próximo ao sítio de iniciação da trancrição, formando uma bolha de transcrição. “Complexo aberto”. A polimerase catalisa a ligação fosfodiéster dos dois rNTPs iniciais. Sítio de iniciação sobre a fita molde Sítio de terminação sobre a fita molde Iniciação Bolha de transcrição Promotor

Etapa de elongação da transcrição 4-Transcrição em E. coli Elongação A polimerase avança sobre a fita molde separando o duplex de DNA e adicionando rNTPs ao RNA em crescimento RNA nascente Região híbrida DNA-RNA Etapa de elongação da transcrição

Etapa de término da transcrição 4-Transcrição em E. coli Terminação No sítio de terminação da transcrição, a polimerase libera o RNA completo e se disssocia do DNA Fita completa de RNA Etapa de término da transcrição

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

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

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.