Biologia Molecular

RNA

Transcrição & Processamento

RNA: eficiente & eficaz

Dogma Central da Biologia Molecular

TRANSCRIÇÃO

• Processo pelo qual uma molécula de RNA é sintetizada a partir da informação contida na seqüência de nucleotídeos de uma molécula de DNA fita dupla.

• A transcrição representa a diversidade e a complexidade da expressão dos genes contidos em um determinado genoma.

• Enquanto a síntese de DNA deve ser precisa e uniforme, a transcrição reflete o estado fisiológico da célula e, portanto, é extremamente variável para atender às suas necessidades.

TRANSCRIÇÃO

Características Gerais:

• Complementaridade • Antiparalelismo ( T = U)• Síntese 5' 3‘• RNA Polimerase (RNAP):

• Funções reconhecem e ligam-sedesnaturam DNAmantém estável a dupla fita abertamantém estável DNA:RNAterminam sínteserestauram DNA

TRANSCRIÇÃO

• Apenas uma das fitas do DNA é utilizada como molde, portanto, a molécula de RNA sintetizada é complementar à fita de DNA que lhe deu origem e idêntica à outra fita de DNA, sendo as timinas substituídas por uracilas

• Esta enzima foi denominada RNA polimerase.

RNA POLIMERASE

• Reconhece e liga-se a sequências específicas de DNA;

• Denatura o DNA expondo a seqüência de nucleotídeos a ser copiada;

• Mantém as fitas de DNA separadas na região de síntese;

• Renatura o DNA na região imediatamente posterior à da síntese;

• Sozinha, ou com o auxílio de proteínas específicas, termina a síntese do RNA.

TRANSCRIÇÃO

• Reação ocorre entre o radical hidroxil da extremidade 3’ de um ribonucleotídeo e o grupo fosfato do carbono 5’ do ribonucleotídeo a ser incorporado

• A reação processa-se no sentido 5’ 3’ e a fita de DNA copiada é a de sentido 3’ 5’

• Diferentemente da DNA polimerase, a RNA polimerase não necessita de um iniciador para processar a síntese da nova fita

INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO

• O DNA apresenta seqüências específicas, denominadas PROMOTORES, que sinalizam exatamente onde a síntese do RNA deve ser iniciada.

• 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.

PROCESSAMENTO DO mRNA

MOLÉCULAS DE RNA

• RNA mensageiro – carrega a informação copiada do DNA sob a forma de inúmeros “triplets” cada um especificando um aminoácido

• RNA transportador – decifra o código representado pelo mRNA

• RNA ribossômico – associa-se com uma série de proteínas para formar os ribossomos

TRADUÇÃO

• Processo que se baseia na sequência do mRNA para determinar e unir os aminoácidos formando, assim, a proteína.

• Cada aminoácido é codificado na sequência de DNA como um códon contendo uma sequência de três nucleotídeos.

• Moléculas de RNA transportador transferem a informação contida no genoma à uma sequência de aminoácidos nas proteínas.

RNA TRANSPORTADOR

• Liga-se quimicamente à um aminoácido específico, através da enzima aminoacil –tRNA sintetase, sendo chamado, desta forma, de aminoacil-tRNA;

• Pareia com a seqüência do codon do mRNA adicionando o aminoácido que carrega à uma cadeia de peptídeos crescente.

TRADUÇÃO

• O codon AUG, que codifica o aminoácido metionina, age como o codon de iniciação na maioria das moléculas de mRNA.

• O tRNAMet reconhece codons AUG internos, não carregando nunca uma metionina formilada.

• Quando AUG está colocado no início este é lido como uma formil-metionina; quando está dentro da região codificadora, é lido como metionina.

TRADUÇÃO

Durante a síntese de proteínas, os ribossomos deslocam-se ao longo do mRNA, possibilitando um pareamento entre esse e os tRNAs que carregam os diferentes aminoácidos que irão compor as proteínas

Os ribossomos deslocam-se ao longo do mRNA, na direção 5’ 3’, sintetizando a proteína no sentido amino-terminal para carboxi-terminal

Tradução:

Molécula de mRNA

A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A

CysMetAla

5’ 3’

AspGlu

Phe His

Direção do avanço do ribossomo

Ribossomo

Proteína

tRNA

aa livre

codon

Gly

A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A

CysMetAla

5’ 3’

AspGlu

Phe HisGly

A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A

Asp

MetAlaCys

5’ 3’

GluPhe HisGly

A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A

Glu

MetAlaCysAsp

5’ 3’

PheGly

His

A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A

Phe

MetAlaCysAspGlu

5’ 3’

GlyHis

Ile

A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A

Gly

MetAlaCysAspGluPhe

5’ 3’

HisIle

Lys

A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A

His

MetAlaCysAspGluPheGly

5’ 3’

Ile

Lys

A U G G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A

Ile

MetAlaCysAspGluPheGlyHis

5’ 3’

Lys

G C A U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A A A A

Lys

MetAlaCysAspGluPheGlyHisIle

5’ 3’

Leu

U G C G A C G A A U U C G G A C A C A U A A A A U U A

Leu

MetAlaCysAspGluPheGlyHisIle

Lys

5’ 3’

Met

G A C G A A U U C G G A C A C A U A A A A U U A A U G

Met

MetAlaCysAspGluPheGlyHisIle

LysLeu

5’ 3’

Asn

G A A U U C G G A C A C A U A A A A U U A A U G A A C

Asn

Met AlaCysAspGluPheGlyHisIle

LysLeuMet

5’ 3’

Pro

U U C G G A C A C A U A A A A U U A A U G A A C C C A

Pro

Met Ala CysAspGluPheGlyHisIle

LysLeuMetAsn

5’ 3’

Gln

G G A C A C A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A

Gln

Met Ala Cys AspGluPheGlyHisIle

LysLeuMetAsnPro

5’ 3’

C A C A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A

Met Ala Cys Asp GluPheGlyHisIle

LysLeuMetAsnProGln

5’ 3’STOP

A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A A A A

Ala Cys Asp Glu PheMet Gly

HisIle

Lys Leu

Met Asn

Pro Gln

5’ 3’STOP

A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A T A C

Ala Cys Asp Glu PheMet Gly

HisIle

Lys Leu

Met Asn

ProGln

5’ 3’STOP

A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A T A C

Ala Cys Asp Glu PheMet Gly

His Ile Gln Lys

Pro LeuAsn Met

5’ 3’

A U A A A A U U A A U G A A C C C A C A A U A A T A C

Ala Cys Asp Glu PheMet

Gly His

Ile Gln Lys

Pro LeuAsn Met

5’ 3’

A U A A A A U U A A U G A A C AA A C A A U A A T A C

Ala Cys Asp Glu PheMet

Gly His

Ile Gln Lys

Pro LeuAsn CYS

5’ 3’

Muda aforma e função

VARIAÇÃO GENÉTICA=POLIMORFISMO

REPRESENTAÇÃO LINEAR A MOLÉCULA DO DNA

5’ATTCGGCGCTATGCATGCTATGCG3’

aa1 aa2 aa3 aa4 aa5 aa6 aa7 aa8

PROTEÍNA - Queratina- cabelo- Albumina- sangue- Hemoglobina-sangue- Estrutura do cabelo- Proteína da cor do cabelo (Melanina)

VARIAÇÕES GENÉTICAS Acontecem no nosso DNA

Células germinativas

Passa para os filhos

Células somáticas

Não passa paraos filhos

Ex. câncerEx. cor dos olhos