Transcrição do RNA em Organismos Procariotos

Edmar Vaz de Andradewww.ufam.edu.br/

~edandrade

1-Aspectos Gerais

2-RNA Polimerase DNA Dependente

3-Região Promotora

4-Transcrição em E. coli

5-mRNA policistrônico

• 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

1-Aspectos Gerais

Comparação entre os processos de transcrição e replicaçãoComparação entre os processos de transcrição e replicação

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

Transcrição pela RNA polimerase na Echerichia coli RNA polimerase DNA dependente

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

O RNA é transcrito a partir da fita molde e sua sequência é idêntica a da fita codidificadora (U/T)

2-RNA Polimerase DNA Dependente

Fita 5’-3’: fita codificadora

Fita 3’-5’: fita molde

RNA transcrito

2-RNA Polimerase DNA Dependente

Polimerização mediada pela RNA polimerase

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

[Sadhale P, Verma J and Naorem A 2007 Basal transcription machinery: role in regulation of stress reponse in eukaryotes; J. Biosci. 32 569–578]

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

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

[Sadhale P, Verma J and Naorem A 2007 Basal transcription machinery: role in regulation of stress reponse in eukaryotes; J. Biosci. 32 569–578]

Reconhecimento do promotor pela subunidade

sigma em E. coli

3-Região Promotora

4-Transcrição em E. coli

Etapa de início da transcrição

4-Transcrição em E. coli

Etapa de elongação da transcrição

4-Transcrição em E. coli

Etapa de término da transcrição

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– Transcrição de rRNA

• RNA polimerase II– Transcrição de mRNA

• RNA polimerase III– Transcrição de tRNA, rRNA e RNAs

reguladores

Tipos de RNA polimerase em eucariotos

Promotores reconhecidos pela RNA polimerase II de eucariotos.

Seqüências reguladoras

Seqüência TATA

Seqüência Inr

1-Aspectos gerais

Fatores gerais de transcrição (TF)

Reconhecimento da região promotora pela

TBP (Proteína Ligante da Região TATA)

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

DomínioN-terminal

Interação da RNA polimerase II com o promotor

TFIIF: posiciona a RNA polimerase ao promotor e ao sítio Inr

2-Complexo de iniciação

TFIIH

Helicase e fosforilação do domínio C-terminal de RNA Pol II

Conclusão da etapa de iniciação

2-Complexo de iniciação

Sítio de ancoragem para TFIIH

3-Processamento Pós-Transcricional

Processamento do pré-mRNA eucarioto

3-Processamento Pós-Transcricional

Estrutura do quepe 5’ metilado do mRNA de eucariotos

7-metil-guanilato

Ligação 5’-5’ fosfato

3-Processamento Pós-Transcricional

Seqüências conservadas que regulam o splicing nos pré-mRNAs de eucariotos

Sítio de corte e emenda 3’

Sítio de corte e emenda 5’

Ponto de forquilha

Região rica em bases pirimidinas

3-Processamento Pós-Transcricional

Mecanismo geral do splicing

1a reação de transesterificação

2a reação de transesterificação

3-Processamento Pós-Transcricional

Clivagem e poliadelilação do pré-mRNA eucariótico

Reconhecimento dos sinais de poli(A) por fatores protéicos

Ligação da poli(A) polimerase (PAP)

3-Processamento Pós-Transcricional

Clivagem e poliadelilação do pré-mRNA eucariótico

Clivagem no sítio de poli(A)

Poliadenilação lenta (≈ 12 resíduos)

3-Processamento Pós-Transcricional

Proteína II de ligação à poli(A) - PABII

PABII:

regula a atividade da enzima poli(A) polimerase

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.