Quarta aula- Transcrição:

O dogma central: DNA ® RNA ® proteina

A expressão gênica consiste de duas etapas principais:

- Transcrição de um RNA, que serve como mensageiro.

- Tradução deste RNA em proteinas

Transcrição para formação dos RNAs

Características químicas essenciais da síntese:

• Ligações fosfodiester na direção 5’-3’
• Usando NTP’s (observação, açucar é ribose neste caso)
• Sequência feita por complementariedade com DNA molde
• Uracil ao invés de timina
• RNA polimerases não tem necessidade de iniciador.

RNAs geralmente feixe simples.

Regras de Chargaff não se aplicam aqui, quantidade de cada nucleotídeo independente dos outros.

No entanto pode ter pequenas regiões complementares, que se pareiam. Assim, RNA fica com pequenos trechos em feixe duplo.

Cada célula contem muitos RNAs distintos, com tamanhos entre 50 e dezenas de milhares de nucleotídeos

Um único feixe escolhido entre dois numa determinada região

Lembrar que um gene envolvido na produção de uma proteina, não duas.

Experiências confirmando isso: produção do RNA e depois teste de hibridização com cada um dos feixes de DNA em separado. Um dos feixes de DNA hibridizava mas o outro não. Isso foi feito com um DNA que tinha proporção de bases diferentes nos dois feixes, dava para identificar cada um dos feixes.

RNA polimerases, fazem a síntese. Devem ser capazes de:

- se ligar a feixe duplo ou feixe simples de DNA

• reconhecer a sequência de início
• inserir o nucleotídeo correto em cada posição
• fazer uma síntese em série, sem desligar do DNA em cada etapa
• reconhecr sinais de término
• reconhecer sinais de regulação.

Tipos principais de RNA presentes na célula:
mRNA, ou RNAs mensageiros, que são usados posteriormente na síntese de proteinas

rRNA, ou RNA ribossômicos, que vão ser components estruturais dos ribossomas

tRNA, ou RNA de transferência, que vão ser utilizados na transferência dos aminoácidos para a formação de novas proteinas.

Transcrição tem características próprias em procariotos e eucariotos.

E. coli: uma única RNA polimerase.

É uma das maiores enzimas conhecidas, com peso molecular de 450.000. Tem várias subunidades: 2 alfa, 1 beta, 1 beta’, 1 omega.

Esse conjunto é chamado de parte central da enzima. Além disso tem um fator sigma que se associa ao resto, formando a enzima completa: holoenzima.

O fator sigma está envolvido no reconhecimento dos sítios de iniciação de transcrição. Se o fator sigma for substituido por outro, um novo conjunto de genes vai ser transcrito.

Ciclo de transcrição:

Ligação da RNA polimerase ao promotor fechado, em feixe duplo

Abertura do DNA em região adequada, formando complexo aberto

Síntese das primeiras ligações, da ordem de 10 nucleotídeos

Liberação do fator sigma, para reciclagem e complexo ternário se deslocando (RNA pol+DNA+RNA)

Término da transcrição, RNA e RNA se soltando, DNA fechando na região.

Promotores:

No caso de bactérias regiões nas posições –10 e –35 são importantes na ligação da polimerase. Região de abertura de DNA inclui +1, posição de início de síntese, e tambem parte da região –10.

Se fator sigma não estiver presente, ligação a lugar correto não ocorre.

Força dos promotores varia entre eles. Alguns transcritos em grande quantidade, enquanto outros nem tanto.

Eucariotos: transcrição do RNA no núcleo, depois passagem do mRNA para citoplasma.

Processamento do RNA em eucariotos. Retirada de introns.

No caso de bactérias, transcrição geralmente envolve mais de um gene, em série.

No caso de eucariotos, transcrição normalmente envolve apenas um gene.

Estabilidade dos mRNA:

Também existe distinção entre bactérias e eucariotos. Em bactérias transcritos tem meia vida curta, da ordem de minutos. Em eucariotos os mRNA geralmente tem meia vida longa, da ordem de horas.

Proporção dos diversos RNAs nas células, muito mais rRNA e tRNA do que mRNA.