Transcrição do DNA
Transcrição
26/04/2015 TranscriçãodoDNA JoséFranciscoDiogodaSilvaJunior– MestrandoCMANS/UECE Dogmacentral O fluxo da informação é unidirecional Refutação definitiva da herança dos caracteres adquiridos 1 26/04/2015 Ainiciaçãodatranscrição ▪ O início da transcrição é o estágio mais importante para a regulação da expressão gênica ▪ Tanto nos procarióticos como nos eucarióticos, as proteínas reguladoras ▪ Se ligam ao DNA ▪ Ligam e desligam os genes de transcrição ▪ O mecanismo de transcrição dos eucarióticos é complexo, envolvendo várias proteínas, chamadas fatores de transcrição, que se ligam à sequências de DNA chamados de acentuadores (enhancers) Transcrição ▪ O que é?: processo de cópia do DNA em RNA ▪ Pra quê serve? ▪ Para ativação e desativação diferencial de genes ▪ Define o repertório de genes ativos a cada instante, o transcriptoma ▪ Muda de acordo com o tecido, alimentação, estímulos ambientais ▪ Um entendimento fino e preciso da regulação da transcrição gênica define a adaptação do indivíduo ao meio, diferenciação celular, embriogênese, etc... ▪ Genoma “ativo” no tempo 2 26/04/2015 Eucariotos O RNA vai para o citoplasma 3 26/04/2015 EpraquêserveoRNAmesmo? ▪ Ele é um intermediário do DNA (adaptador de Crick) para regular a produção de uma proteína ▪ Quanto mais se “precisa” da proteína, mais RNA dela é produzido => Regulação da transcrição ▪ Fatores de transcrição TiposdeRNA mRNA = 3‐5% do RNA total da célula 4 26/04/2015 RNAsbem‐conhecidos ▪ mRNA ▪ tRNA ▪ rRNA AprimaziadomRNA ▪ Custou em ser descoberto ▪ Heterogêneo em tamanho ▪ Pequena quantidade DNA-like RNA (mRNA) foi descoberto no fago T2 ▪ Contém as instruções para a produção das proteínas que estão sendo necessárias em um determinado momento ▪ O estudo de bibliotecas de cDNA (transcriptômica; genômica funcional) 5 26/04/2015 ORNAé“maior”queaproteína Ogene ▪ O que é um gene? ▪ Qual a estrutura molecular de um gene? ▪ Depende... ▪ De que organismos você está falando? ▪ Procariotos X Eucariotos 6 26/04/2015 ▪ Mesmo dentro dos eucariotos, há grande variação ▪ Tamanho do gene inclui íntros e éxons Ogeneeucarioto ▪ Processamento: ▪ íntrons (sequência não transcrita) ▪ éxons (constitui o mRNA e se traduz em proteína) ▪ Promotores, enhancers 7 26/04/2015 Processamento alternativo Splicing doRNA ▪ No splicing alternativo, os éxons podem se juntar em combinações diferentes, produzindo mais de um tipo de polipeptídio a partir de um único gene. 8 26/04/2015 Exons 1 DNA 2 3 4 5 4 5 Exons 1 DNA RNA transportador 1 2 2 3 3 4 5 9 26/04/2015 Exons 1 DNA RNA transportador 2 splicing do RNA mRNA 1 2 3 5 4 3 2 1 4 3 5 ou 1 5 Éxon Íntron Éxon 2 4 5 Íntron Éxon DNA Cap RNA transcrito com cap e tail Transcrição Adição da cap e tail Íntrons removidos Tail Éxons separados mRNA Sequência codificante Núcleo Citoplasma 10 26/04/2015 ORNAeucariótico Fitasmolde ecodificadora 11 26/04/2015 Omoldeélocal ▪ Genes podem estar numa ou noutra fita do DNA ▪ A escolha da fita molde depende da localização e orientação do promotor 5000 pares de nucleotídeos Ospromotoresprocarióticos ▪ ‐35 box e o TATA box 12 26/04/2015 Enhancers ▪ Os acentuadores (enhancers) ▪ Enhancers são áreas do DNA que são responsáveis pelo aumento nas taxas de transcrição ▪ Os enhancers são geralmente associados com genes que são abundantemente expressos ▪ Ex: gene de imunoglobinas (codificam anticorpos), gene da B‐hemoglobina em humanos ▪ Podem ser encontrados em regiões acima (upstream), abaixo (downstream) ou diretamente próximo ao gene a ser transcrito ▪ Regiões acentuadoras podem estar distantes muitos milhares de pares de base deste, e em qualquer uma das fitas Acentuadores (sequências de controle do DNA) RNA polimerase Fator de transcrição Promotor Gene Transcrição 13 26/04/2015 A sequência promotora ou O promotor Fatoresdetranscrição ▪ Para ampliar a expressão de um gene em particular, as proteínas regulatórias (em vermelho) podem se ligar a uma sequência de acentuadores. 14 26/04/2015 Síntese(simultânea)doRNA ▪ A liberação imediata permite a síntese de muitas cópias de RNA ao mesmo tempo 15 26/04/2015 RNApolsdeeucariotos Tipos de Polimerases Genes transcritos RNA polimerase I Genes de rRNA 5.8S, 18S e 28S RNA polimerase II Genes de mRNAs e snoRNAs, alguns genes de snRNAs RNA polimerase III Genes de tRNAs, rRNA 5S, alguns snRNA, outros RNAs pequenos SubunidadeSigma(σ) ▪ A subunidade sigma (σ) da RNA polimerase é fundamental para o reconhecimento específico da região promotora. ▪ Ela, juntamente ao cerne da enzima, desliza ao longo do DNA à procura do promotor, não precisando desenrolar a dupla hélice nem ligar‐se e desligar‐se a ela repetidamente. 16 26/04/2015 Os fatores de transcrição: TF’s Fatores de iniciação TATAbindingprotein ▪ O processo começa com a ligação de TFIID ao TATA box ou sequência TATA (sequência de DNA dupla hélice composta por nucleotídeos T e A) ▪ A subunidade de TFIID que reconhece a sequência TATA no promotor é denominada TBP (TATA binding protein) 17 26/04/2015 Outrassequênciaspromotoras ▪ A seqüência TATA box não é a única que sinaliza o início da transcrição, mas é a mais importante e ubiqua ▪ A ligação de TFIID provoca uma grande distorção no DNA da TATA box (localização de um promotor) Complexo de iniciação da transcrição 18 26/04/2015 Terminaçãodatranscrição ▪ Mecanismo pouco conhecido: pares de nucleotideos A‐T precedida por uma seqüência de DNA duplamente simétrica (terminação intrínseca) TransporteseletivodemRNAs ▪ O transporte seletivo está associado ao processamento correto do RNA ▪ O complexo do poro nuclear reconhece e transporta apenas mRNAs completos ▪ Na sua síntese, o RNA se liga a uma série de proteínas: ▪ Complexo de ligação à capa ▪ Proteínas de splicing (SR) ▪ Proteínas de ligação à cauda poli‐A 19 26/04/2015 TransporteseletivodemRNAs Controledaexpressãogênica 20
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