RNA: extrema. plasticidade... funcional. Estrutura do RNA: extrema plasticidade. Estrutura do RNA: um mundo de. diferenças. & extrema plasticidade

Transcrição

1 Estrutura do RNA: um mundo de diferenças & extrema plasticidade Estrutura do RNA: extrema plasticidade RNA: extrema plasticidade... funcional RNA: funções múltiplas rrna, mrna, trna, RNAs de funções especiais ribozimas, estruturais, regulatórios (RNAs de interferência, pequenos RNAs) 1

2 Metabolismo de RNA DNA molde Síntese de RNA (transcrição) processamento pós-sintético funçõesespecializadasdos RNAs turnover das moléculas de RNA Transcrição: processo seletivo Informação genética do DNA molde RNA complementar Síntese de RNA - DNA dependente Transcrição Replicação 1. Mecanismo químico 2. Polaridade 3. Uso de moldes Transcrição Replicação 1. Não requer iniciador 2. Envolve pequenos segmentos do genoma 3. Uma única fita como molde (1 produto) Transcrição: controle de expressão de genes exportação 2

3 RNA polimerases (direcionadas ao DNA ) Isolamento em 1959 atividade: síntese de RNA requer: DNA NTP Mg 2+ contém Zn 2+ Química da síntese replicação atividade com dsdna Síntese de RNA: ligações fosfodiéster ster Etc... Pu Guanosina trifosfato - O P O OH Pu OH OH quebra da ligação energia +PPi =Δ G negativo + quebra do PPi = Δ G mais negativo Transcrição Fita não molde = fita (+) 5 CGCTATA Fita molde = fita (-) 3 GCGATAT RNA transcrito 5 CGCUAUA E. coli = RNA polimerase única Subunidades: 5 + σ (ligação transitória) ausência de 3-5 exonuclease (1 erro/ ) 3

4 Síntese de RNA - DNA dependente Transcrição Replicação 1. Mecanismo químico 2. Polaridade 3. Uso de moldes Transcrição Replicação 1. Não requer iniciador 2. Envolve pequenos segmentos do genoma 3. Uma única fita como molde (1 produto) RNA Polimerase de E.coli A montante/a jusante 5 3 Direção de transcrição Início da Transcrição Ocorre a Partir dos Promotores 4

5 Início da Transcrição Depende de Promotores Procariotos Eucariotos Início da Transcrição: Interação DNA-Proteina Vassylyev et al, Nature 2007 Kalodimos et al, EMBO 2002 RNA Pol II - holoenzima Complexo SRB SRBs: 2,4,5-11 TFIIF GAL11 SUG1 TFIIH CTD Pol II TFIIB TFEII ativadores TFIID TBP TAFs 5

6 RNA Polimerase II SRBs: 2,4,5-11 TFIIF GAL11 SUG1 TFIIH CTD TFIID TBP TAFs Pol II TFIIB CTD Pol II Transcrito Koleske & Young TIBS: 20:113, 95 Procariotos X Eucariotos Regulação da Transcrição: Enhancers (ativadores) 6

7 Iniciação da transcrição ão: elementos de controle Diferentes fatores promotores distintos fatoresem cise trans transcrição geneespecífica ativadores/repressores de transcrição fatores epigenéticos Nível do Controle gasto energético distinto Sinais de terminação Seqüência gatilho para dissociação RNA/DNA E.coli Rho dependente Rho independente RNA-DNA helicase dependente de ATP 7

8 Transcrição nas células eucarióticas RNA polimerase I pré-ribossomais RNA polimerase II mrna e RNAs especiais Promotores diferentes para cada RNA polimerase. Mesma polimerase diferentes promotores. RNA polimerase III trna, 5 S rrna, outros pequenos Compactação do DNA Genômico Processamento de RNA Conjunto de reações pós sintéticas que modificam o RNA adição do cap ao 5 terminal adição de cauda de PoliA ao 3 terminal splicing (corte/emenda) de mrna e trna edição de RNAs mitocondriais (+U ou -U) 8

9 Adição de CAP ao 5 terminal Proteínas Ligantes Funções: proteção do mrna 5 CAP : quatro reações e enzimas distintas transporte para o citoplasma ligação do mrna ao ribossomo Processamento de RNA Conjunto de reações pós sintéticas que modificam o RNA adição do cap ao 5 terminal adição de cauda de PoliA ao 3 terminal splicing (corte/emenda) de mrna e trna edição de RNAs mitocondriais (+U ou -U) Adição de cauda Poli-A ao 3 terminal Funções: proteçãodo mrna Transporte ao citoplasma ligação ao ribossomo Proteína ligante Quebra e adição de 20 a 250 adenilatos 9

10 Processamento de RNA Conjunto de reações pós sintéticas que modificam o RNA adição do cap ao 5 terminal adição de cauda de PoliA ao 3 terminal splicing (corte/emenda) de mrna e trna edição de RNAs mitocondriais (+U ou -U) Processamento: Splicing Wikimedia, 2010 Splicing de RNA: classes de introns Grupo III (mrnas) Grupo I (rrna mitocondriais) cofator externo: guanosina sem ATP snrnas + proteínas= snrnps Grupo IV (similar ao I e II) utiliza ATP Grupo II (mrna mitoc.) adenilato interno promove a clivagem formação de alça 10

11 Ribozimas Grupo II Grupo III Grupo III 11

12 Processamento de rrna Processamento de trna ribozima trna nucleotidil transferase Processamento de mrna: Simples DNA= 1 RNA maduro = 1 polipeptídeo Complexo DNA= 2 ou mais mrnas e polipeptídeos 12

13 Processamento e Transcrição: Splicing Alternativo Wikimedia, 2010 RNA como molécula catalítica tica: ribozimas Introns que promovem o auto-splicing RNAse P - processamento de trna rrna - ligação peptídica O RNA como molécula regulatória ria Pequenos RNAs 13

14 RNA como molécula regulatória ria NATURE REVIEWS GENETICS VOLUME 5 JULY