TRANSCRICAO E PROCESSAMENTO DE RNA

Transcrição

1 TRANSCRICAO E PROCESSAMENTO DE RNA

2 Número de genes para RNA

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4 RNA ribossômico - rrna Os rrnas correspondem a 85 % do RNA total da célula, e são encontrados nos ribossomos (local onde ocorre a síntese proteíca). Os rrnas se agregam a proteínas ribossômicas para integrarem as partículas ribossomais.

5 O ribossomo é um complexo constituído por moléculas de RNA individuais e mais de 50 proteínas, arranjados em uma subunidade pequena e uma subunidade grande. As proteínas das duas subunidades diferem, assim como as moléculas de rrna. O comprimento das moléculas de RNA, a quantidade de proteínas e, consequentemente, o tamanho das subunidades diferem entre procariotos e eucariotos.

6 Os rrnas formam estruturas dobradas, muito semelhantes em diferentes espécies, embora as sequências de nucleotídeos possam diferir.

7 Síntese e processamento do pré rrna Os ribossomos de eucariotos contêm 4 rrnas (18S, 28S, 5.8S e 5S). Os três primeiros são transcritos como uma única unidade de transcrição, na forma de um pré-rrna, por ação da RNA polimerase I. O DNA que codifica para rrna tem sido isolado de várias espécies de eucariotos e há algumas semelhanças entre as espécíes: As unidades de transcrição de pré-rrna estão arranjadas, umas após a outras, em longas sequências. Três sequências do pré-rrna correspondem aos componentes ribossômicos: 18S, 28S e 5.8S. A ordem desta sequência é sempre a mesma: l8s, 5.8S e 28S.

8 O processamento do pré-rrna ocorre no nucléolo e envolve vários passos, que levam a formação das subunidades ribossômicas 40S e 60S. O processamento começa com a associação das proteínas ribossômicas ao pré-rrna. O rrna pequeno (5S) constituído por 120 nucleotídeos, codifícado por genes que ficam fora do nucléolo. Ele é sintetizado pela RNA polimerase III que não se encontra no nucléolo (este rrna - 5S não sofre nenhum processamento).

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10 RNA transportador - trna Os trnas correspondem a 10% do RNA total da célula, e são denominados de adaptadores. Os adaptadores são moléculas que carregam aminoácidos que se ligam, de modo específico às bases do molde de RNA. Os trnas são adaptadores para os aminoácidos durante a síntese proteíca. Cada trna tem uma estrutura específica que reconhece uma determinada sequência no molde de DNA.

11 Os trna apresentam algumas estruturas comuns: Cada molécula de trna contêm entre 73 a 93 nucleotídeos em uma única cadeia linear. Há tipos de trnas em bactérias e, até, 50 em células animais ou vegetais. No terminal 3' está sempre presente uma sequência CCA. No terminal 5' está sempre presente um nucleotídeo monofosfato, frequentemente guanina (G). A maioria das bases do trna são ligadas por pontes de hidrogênio. Dobras, em forma de grampos, da mesma cadeia, aproximam bases complementares que formam duplas hélices curtas.

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13 Alguns nucleotídeos não formam pares de bases e ficam livres para interagir com outras moléculas, durante a síntese proteíca. A conformação adotada pelas moléculas de trna é a forma de um trevo. Estudos de difração de raio X, demonstram que o trevo se dobra, assumindo uma conformação terciária estável, conferindo a molécula a forma de L.

14 Síntese e processamento do trna A síntese do trna é catalizada pela RNA polimerase III. A transcrição termina quando a RNA polimerase III encontra uma sequência de resíduos do nucleotídeo timina (T). Os trnas são sintetizados como precursores que são modificados. O pré-trna sofre: "Splicing" e remoção das sequências intercaladas, Remoção de três nucleotídeos da extremidade 3' e adição da sequência CCA,

15 O "splicing" das moléculas de pré-trna envolve dois passos: Corte do transcrito primário para remover o intron. União das pontes cortadas. A molécula se dobra, de modo a permitir que a cadeia seja cortada com precisão, para liberar o intron.

16 Aminoacil trna sintetase Aminoacil trna sintetase - (abreviação aars) é uma enzima que cataliza a ligação do aminoácido específico ao trna: aminoacyltrna. a maioria das células produzem 20 diferentes aminoacyl-trna sintetases: uma para cada tipo de aminoácido. Estas enzimas reconhecem suas respectivas moléculas de trna interagindo de maneira complexa com o anticodon dos mesmos.

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19 RNA mensageiro - mrna Os mrnas representam cerca de 4% do RNA celular total. O mrna carrega informações do DNA para o ribossomo, local onde ocorre a síntese protéica. É o verdadeiro molde da síntese protéica. Os mrnas têm vários tamanhos e são constituídos por diferentes tipos de bases nitrogenadas, em função da proteína a ser codificada. Um mrna especifica uma cadeia linear precisa de aminoácidos em uma proteína e também sinaliza onde começar e onde parar a síntese da cadeia polipeptídica.

20 Relembrando a molécula de RNAmensageiro

21 Síntese e processamento do mrna Os mrnas são sintetizados pela RNA polimerase II. Todos os genes analisados, que são ativamente transcritos, tem uma sequência altamente conservada, chamada de "TATA box", localizada a pares de bases antes do início da transcrição. Após a transcrição, vários grupos metil (grupo radical alcalino CH3 derivado do metano pela remoção de um átomo de H) são adicionados a resíduos de Adenina (A) localizados em exons (regiões codificadoras). Talvez a metilação desempenhe um papel de proteção na porção do transcrito a ser preservado. O mrna citoplasmático é derivado de um precursor denominado hnrna nuclear (heterogeneous nuclear RNA) mrna imaturo.

22 Os mrna de eucariotos são monocistrônicos (codificam apenas para um polipeptídeo). O processamento pós-transcrição do hnrna para originar o mrna envolve três etapas: Adição de uma cauda de poli A à extremidade 3' Formação de um capacete "cap" na extremidade 5' "Splicing" para a remoção dos introns

23 Adição da cauda de poli A A cauda de poli A é adicionada à cadeia de hnrna pela extremidade 3' do RNA, por uma enzima chamada polia polimerase. Esta enzima adiciona uma cauda de polia de nucleotídeos ao hnrna. Esta cauda não é codificada no DNA e é específica do mrna. A cauda de poli A é lentamente encurtada no citoplasma.

24 Formação do capacete "cap" O "cap"consiste de um nucleotídeo 7- metilguanilato (guanina modificada), unido por uma ligação 5'- 5' ao nucleotídeo inicial da cadeia de mrna (ao invés da ligação usual 3-5 ). Portanto não há extremidade 5' livre na cadeia de mrna e sim duas extremidades 3'-OH livres. A formação do "cap"ocorre no núcleo.

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26 "Splicing" O splicing é o passo final do processamento do mrna. lntron - parte do transcrito primário que não está incluída no mrna, trna e rrna maduro. Exon - parte do transcrito primário que chega ao citoplasma como parte de uma molécula de RNA. A remoção do intron é um processo de alta precisão, uma vez que o erro de apenas uma base levaria a leitura errada de toda sequência seguinte. Existem algumas sequências relativamente conservadas nos limites intron-exon e uma sequência rica em pirimidinas dentro de intron.

27 Para que ocorra o "splicing", é necessário que uma estrutura se organize em torno do RNA. Esta estrutura é chamada de "spliceosomo ; O "Splicing" é a última etapa de processamento do mrna que, com o "cap" na extremidade 5' e a cauda de poli A, na extremidade 3' vai para o citoplasma, onde, complexando-se com ribossomos, serve de molde para a síntese protéica.

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30 Diferenças na produção de mrna em eucariotos e procariotos Procariotos mrna corresponde exatamente aos genes no DNA; Não ocorre processamento do mrna; Ocorrência de mrna policistrônico Eucariotos mrna requer processamento póstranscricional Cada mrna é derivado de um gene individual (mrna monocistrônico)

31 RNA de interferência e micro-rna

32 rrna mirna Interrupção mirna

33 RNA mrna ncrna Non-coding RNA. RNA transcrito tem papel estrutural, funcional ou catalítico rrna Ribosomal RNA Participa da síntese de proteínas trna Transfer RNA Interface entre RNAm e aminoácidos snrna Small nuclear RNA RNA que fazem parte do spliceossomo snorna Small nucleolar RNA Encontrado no nucléolo e esta envolvido na modificação do RNAr mirna Micro RNA Pequenos fragmentos de RNA que estão envolvidos na regulação da expressão gênica Outros RNAs maiores compondo a estrutura da cromatina e relacionados ao imprinting strna Small temporal RNA. RNA com função de regulação do desenvolvimento biológico sirna Small interfering RNA ativa moléculas na interferência por RNA

34 O que é um microrna (mirna)? pequenas moleculas de RNA encontradas em eucariotos, reguladoras, escondidos no genoma (regiões intergênica e intrônica); Sao sequencias conservadas evolutivamente; ~22 nucleotídeos; descobertos em estudos de regulação do desenvolvimento de C. elegans em 1993; Controlam a expressão a nivel da traducao;

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36 Biogenese do mirna

37 Inicialmente transcrito como um pré-mirna de pb; pré-mirna é processado pela Dicer (RNAase III); formação de mirna maduro com nt; atua negativamente na regulação pós-transcricional pela formação de um duplex RNA, interrompendo a tradução de um mrna pela região 3 -UTR mirna Loop Dicer (RNAase III) UGAGGUAGUAGGUUGUAUAGU (mirna)

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39 Qual a diferença entre sirna e mirna?? Função: envolvidos na regulação da expressão gênica mirna: micro-rna geralmente complementares a mrna (imperfeita); seqüências são relativamente conservadas entre espécies; ligam-se à 3 UTR: degradação do mrna ou inibição da tradução; alteram a estabilidade do mrna; mirna origina de ssrna formando uma estrutura secundária em forma de hairpin; expressão constitutiva ou com controle temporal-específica e tecido-específica

40 mirna são altamente conservados em grupos filogenéticos afastados (insetos, peixe e humano)

41 Qual a diferença entre sirna e mirna?? sirna: RNA de interferência diferença se baseia na origem; sirna é mais comum em resposta a RNA estrangeiro (geralmente viral); geralmente é 100% complementar; tipicamente induz a degradação do mrna

42 sirna: Mecanismo de ação

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