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Transcrição do RNA em Organismos Procariotos 1 -Aspectos Gerais 2 -RNA Polimerase DNA Dependente 3 -Região Promotora 4 -Transcrição em E. coli 5 -m. RNA policistrônico Edmar Vaz de Andrade www. home. ufam. edu. br/~edandrade
1 -Aspectos Gerais Transcrição Replicação Transcrição Tradução proteína Dogma Central da Biologia Molecular Processo pelo qual ocorre a síntese de uma molécula de RNA a partir de uma molécula DNA molde.
1 -Aspectos Gerais • Tipos de RNAs transcritos – m. RNA: codifica a seqüência de aminoácidos de cadeias polipeptídicas. – t. RNA: transporta um aminoácido específico durante a síntese protéica. – r. RNA: interage com proteínas constituindo os ribossomos (maquinário da síntese protéica). – RNAs reguladores: regulação de diferentes processos celulares
1 -Aspectos Gerais Comparação entre os processos de transcrição e replicação • 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
2 -RNA Polimerase DNA Dependente Bolha de transcrição Fita codificadora RNA polimerase Re-anelamento Desanelamento Fita molde DNA-RNA híbrido, 8 pb Sítio ativo Direção da transcrição Transcrição pela RNA polimerase na Echerichia coli RNA polimerase DNA dependente
2 -RNA Polimerase DNA Dependente Fita 5’-3’: fita codificadora Fita 3’-5’: fita molde RNA transcrito 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 Polimerização mediada pela RNA polimerase
3 -Região Promotora Espaçadores TTGACA Região -35 N 17 TATAAT N 6 Região a ser transcrita Região -10 Sítio de início de transcrição (+1) Sequência conservada de promotores de E. coli reconhecidos pela subunidade sigma 70
3 -Região Promotora Reconhecimento do promotor pela subunidade sigma em E. coli Subunidade σ (sigma) [Sadhale P, Verma J and Naorem A 2007 Basal transcription machinery: role in regulation of stress reponse in eukaryotes; J. Biosci. 32 569– 578]
3 -Região Promotora 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 [Sadhale P, Verma J and Naorem A 2007 Basal transcription machinery: role in regulation of stress reponse in eukaryotes; J. Biosci. 32 569– 578]
3 -Região Promotora • Eficiência da ligação da RNA polimerase ao promotor depende: – Sequência nucleotídica do promotor – Distância entre as regiões -10 e -35 e o sítio de início de transcrição
4 -Transcrição em E. coli Iniciação Sítio de iniciação sobre a fita molde Sítio de terminação sobre a fita molde A polimerase se liga à sequência promotora no duplex de DNA. “Complexo fechado” Promotor A polimerase separa o duplex de DNA próximo ao sítio de iniciação da trancrição, formando uma bolha de transcrição. “Complexo aberto”. Bolha de transcrição A polimerase catalisa a ligação fosfodiéster dos dois r. NTPs iniciais. Etapa de início da transcrição
4 -Transcrição em E. coli Elongação A polimerase avança sobre a fita molde separando o duplex de DNA e adicionando r. NTPs ao RNA em crescimento RNA nascente Região híbrida DNA -RNA Etapa de elongação da transcrição
4 -Transcrição em E. coli Terminação No sítio de terminação da transcrição, a polimerase libera o RNA completo e se disssocia do DNA Fita completa de RNA Etapa de término da transcrição
4 -Transcrição em E. coli Etapa de término da transcrição
5 -m. RNA policistrônico Decodificação de vários genes a partir de um único m. RNA
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.