Transcrição do DNA

26/04/2015
TranscriçãodoDNA
JoséFranciscoDiogodaSilvaJunior– MestrandoCMANS/UECE
Dogmacentral
O fluxo da informação é unidirecional
Refutação definitiva da herança dos caracteres adquiridos
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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
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Eucariotos
O RNA vai para o citoplasma
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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
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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)
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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
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▪ 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
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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.
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Exons
1
DNA
2
3
4
5
4
5
Exons
1
DNA
RNA
transportador
1
2
2
3
3
4
5
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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
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ORNAeucariótico
Fitasmolde ecodificadora
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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
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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
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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.
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Síntese(simultânea)doRNA
▪ A liberação imediata permite a síntese de muitas cópias de RNA ao mesmo tempo
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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.
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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)
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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
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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
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TransporteseletivodemRNAs
Controledaexpressãogênica
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