3. Transcrição do cógico genético

• Fluxo da informação genética

  1. Transcrição

  2. Tradução

  
• Transcrição e tradução


  Formas que as células têm para expressar os genes

  
• Expressão de genes


  1. Quando uma proteína é necessária, a sequência de nucleótidos de uma secção da molécula de DNA é copiada para uma molécula de RNA

  2. As moléculas de RNA são depois usadas para a síntese da proteína

  
• Os genes podem ser expressos com diferentes eficiências

  
• O mesmo gene pode servir para fazer várias cópias de RNA

  
• Cada molécula de RNA pode dirigir a síntese de várias moléculas idênticas de proteínas

  
• O gene A é transcrito e traduzido de forma mais eficaz que o gene B

  A célula pode produzir quantidades enormes da proteína A e quantidades minúsculas da proteína B

  
• Regiões não transcritas


  Partes do gene que não são transcritas em RNA

  
• Estrutura do RNA


  Polímero linear composto por 4 tipos diferentes de subunidades de nucleótidos ligados por ligações fosfodiéster

  
• Nucleótidos vs. Nucleósidos


  Nucleótido = ribose + base + fosfato; Nucleósido = ribose + base

  
• RNA vs DNA: Ribonucleótidos em vez de desoxirribonucleótidos, Uracilo (U) em vez de timina (T), Estrutura global muito diferente (cadeia única vs dupla hélice)

  
• Estrutura do RNA


  As moléculas de RNA podem formar pares de bases intramoleculares e dobrar-se em estruturas específicas, tendo funções estruturais e catalíticas

  
• Transcrição


  1. Abertura da cadeia dupla de DNA para exposição das bases

  2. Uma das cadeias de DNA serve como molde para a síntese do RNA

  3. Os ribonucleótidos são adicionados um de cada vez à cadeia crescente de RNA

  4. A sequência de nucleótidos é determinada por complementaridade do emparelhamento de bases com o molde de DNA

  
• Diferenças da transcrição em relação à replicação: A cadeia de RNA formada não permanece ligada por pontes de H à cadeia molde de DNA, Apenas uma das cadeias de DNA é transcrita, As moléculas de RNA são de cadeia única, Apenas uma pequena região do DNA é transcrita

  
• RNA polimerase


  Enzimas que realizam a transcrição, movendo-se ao longo do DNA, abrindo a dupla hélice à sua frente e elongando a cadeia de RNA na direção 5' à 3'

  
• A energia para o processo de transcrição provém de ATP, CTP, UTP e GTP
• A síntese do RNA seguinte pode começar antes do anterior ter terminado
• A RNA polimerase comete mais erros (1/104) que a DNA polimerase (1/107)
• Tipos de RNA


  • RNA mensageiro (mRNA) - codificam proteínas
  • RNA ribossomal (rRNA) - formam o cerne do ribossoma e catalisam a síntese de proteínas
  • microRNA (miRNA) - regulam a expressão genética
  • RNA de transferência (tRNA) - servem de adaptadores entre o mRNA e os aminoácidos durante a síntese proteica
  • Outros pequenos RNA - usados no splicing de RNA, manutenção dos telómeros e muitos outros processos

  
• Transcrição em bactérias


  1. A RNA polimerase liga-se a regiões promotoras do DNA

  2. A proteína fator sigma reconhece o promotor e a RNA polimerase abre a dupla hélice e começa a síntese de RNA

  3. Após ~10 nucleótidos, o fator sigma liberta-se e a RNA polimerase continua a transcrição até encontrar a sequência de terminação

  
• Sequências promotoras e de terminação bacterianas

  As regiões promotoras são assimétricas, com sequências específicas nas regiões -35 e -10

  
• A assimetria do promotor obriga à ligação da RNA polimerase numa única direção, determinando qual a cadeia a transcrever

  
• Transcrição em eucariotas


  Mais complexa que em bactérias, com vários tipos de RNA polimerases e fatores gerais de transcrição necessários para iniciar a transcrição

  
• Tipos de RNA polimerases em eucariotas

  • RNA polimerase I - maior parte dos genes dos rRNA
  • RNA polimerase II - genes que codificam proteínas (mRNA), miRNA e alguns pequenos RNA
  • RNA polimerase III - genes dos tRNA, rRNA 5S e muitos outros pequenos RNA

  
• Promotor para RNA polimerase II

  Contém sequências específicas como a TATA box, BRE e DPE, reconhecidas por fatores gerais de transcrição

  
• Papel dos fatores gerais de transcrição em eucariotas

  1. TFIID liga-se à TATA box

  2. TFIIB liga-se a TFIID

  3. TFIIE, TFIIH e a RNA polimerase II ligam-se formando o complexo de iniciação da transcrição

  4. TFIIH fosforila a RNA polimerase II, libertando-a dos fatores gerais de transcrição para iniciar a transcrição

  
• Apenas a forma desfosforilada da RNA polimerase II pode iniciar a síntese de RNA no promotor

  
• Em bactérias, o mRNA é transcrito no citoplasma e os ribossomas começam a síntese de proteínas; em eucariotas, o mRNA é transcrito no núcleo e sofre processamento antes de ser traduzido