Olá pessoal, tudo bem com vocês??
Em nosso último artigo abordamos sobre a replicação do DNA, então ao se resumir todos os artigos relacionados com a Biologia molecular e o dogma central da vida, nós aprendemos sobre o DNA como essa molécula se organiza e se replica, aprendemos sobre o RNA e sobre as proteínas e sua síntese.
Nesse contexto, uma parte super importante nos resta a aprender, compreender como as moléculas de RNAs são transcritas.
A transcrição de RNA esta intimamente ligada a expressão gênica. Vamos entender agora?
Pois bem, aprendemos que o DNA é a molécula que se organiza no núcleo celular dos eucariotos em forma de cromatina e, nas células que não estão para se dividir essa cromatina pode ser eucromatina e heterocromatina como falamos anteriormente.
Nesse DNA teremos os genes que são trechos desse código genético que codificará um RNA estável ou uma proteína.
Os genes possuem regiões promotoras que indicam seu início e regiões finalizadoras que indicam o seu final.
Nesse contexto, a parte que será transcrita desse DNA obrigatoriamente gerará um produto ao final.
Vamos entender como acontece a transcrição de RNA?
Transcrição
A transcrição é a primeira de várias etapas da expressão gênica, na qual um segmento específico de DNA é copiado no RNA (especialmente RNAm) pela enzima RNA polimerase.
Durante a transcrição, uma sequência de DNA é lida por uma RNA polimerase, que produz uma cadeia de RNA antiparalela complementar chamada transcrição primária.
Exemplos:
DNA – …ATTCCGCTCCCGATGATATTATATARNA
RNA – …UAAGGCGAGGGCUACUAUAAUAUAU
A transcrição possui as etapas gerais descritas abaixo:
A RNA polimerase, juntamente com um ou mais fatores gerais de transcrição, se liga a região promotora no DNA, antes desse processo a dupla hélice de DNA deve se desenrolar próximo ao gene que está sendo transcrito; após o reconhecimento dessa região promotora cria-se uma bolha de transcrição que terá o intuito de romper as pontes de hidrogênio para que a fita de DNA seja aberta;
O local no DNA onde o primeiro nucleotídeo de RNA é transcrito é chamado de local +1, ou sítio de iniciação. Os nucleotídeos anteriores ao sítio de iniciação recebem números negativos. Os nucleotídeos que estão posteriores ao sítio de iniciação são marcados com números positivos.
A RNA polimerase como o nome já diz, polimeriza uma nova fita adicionando os nucleotídeos de RNA complementares. Ao contrário da DNA polimerase a RNA polimerase não necessita de um primer para iniciar sua adição de nucleotídeos de RNA;
O transcrito de RNA é quase idêntico à fita de DNA codificante. Contudo, as fitas de RNA têm a base uracila (U) em vez de timina (T), assim como um açúcar ligeiramente diferente no nucleotídeo (que é a ribose);
A RNA polimerase vai continuar o processo de transcrição até encontrar os sinais para parar. O processo de término da transcrição é chamado terminação e isso acontece uma vez que a polimerase transcreve uma sequência de DNA conhecida como sequência terminadora.
Após alcançar a sequência terminadora, a transcrição está concluída. Um transcrito de RNA que está pronto para ser utilizado na tradução é chamado de RNA mensageiro (RNAm).
Em bactérias, os transcritos de RNA estão prontos para serem traduzidos logo após a transcrição.
Na verdade, o processo de transcrição e tradução podem acontecer concomitantemente!
Se a célula tiver um núcleo, o RNA poderá sofrer alterações pós transcricionais.
Promotores
Bacterianos – a própria RNA polimerase reconhece e se liga a região promotora dos genes bacterianos, normalmente essa ligação acontece entre os elementos -10 e -35, essa região possui muitas ligações As e Ts que possuem apenas 2 pontes de hidrogênio em sua ligação, proporcionando maior facilidade na abertura da fita.
Eucariotos – normalmente não é a RNA polimerase que se liga diretamente aos promotores eucarióticos e sim proteínas acessórias chamadas fatores de transcrição basais (gerais) que auxiliam a RNA polimerase a obter um ponto de apoio no DNA.
Muitos promotores eucarióticos possuem uma sequência chamada de TATA box. O “TATA box” tem um papel muito similar ao elemento -10 dos promotores bacterianos.
Sequência terminadora
Bacterianos – Existem duas principais estratégias de terminação encontradas em bactérias: Rho-dependente e Rho-independente.
A terminação Rho-dependente a sequência de RNA vai conter um sítio de ligação para uma proteína chamada fator Rho. O fator Rho se liga à essa sequência e começa a “subir” o transcrito em direção à RNA polimerasel, assim que alcança a bolha de transcrição a RNA polimerase se solta do molde de DNA.
Já as terminações Rho-independentes dependem das sequências específicas do molde de DNA. Enquanto a RNA polimerase se aproxima do final do gene que está sendo transcrito, ele atinge uma região rica em nucleotídeos C e G.
O RNA transcrito desta região se dobra de volta para si mesmo e os nucleotídeos complementares C e G se ligam, formando o hairpin, deixando a RNA polimerase presa.
Nesse tipo de terminação, após o hairpin tem alguns trechos de nucleotídeos A no molde que fará com que os nucleotídeos U venham parear, por apresentarem uma interação mais fraca que o hairpin juntamente com a RNA polimerase paralisada gera uma instabilidade que ocorre a separação entre a RNA polimerase e a fita molde.
Esse trecho de DNA transcrito em uma molécula de RNA é chamado de unidade de transcrição e codifica pelo menos um gene. Se esse gene leva a produção de uma proteína, a transcrição produz RNA mensageiro (RNAm); o RNAm, por sua vez, serve como modelo para a síntese da proteína através da tradução como vimos anteriormente.
Como alternativa, o gene transcrito pode codificar para RNA não codificante, como RNA ribossômico (RNAr), RNA transportador (RNAt) ou moléculas de RNA enzimático chamadas [ribozimas], ou até mesmo RNA de interferência (RNAi).
No geral, o RNA ajuda a sintetizar, regular e processar proteínas; portanto, desempenha um papel fundamental na realização de funções dentro de uma célula.
Vamos aprender um pouco sobre?
RNAi
Publicado em 1998 o trabalho que conferiu a descoberta e compreensão sobre o RNAi ganhou em 2006 o prêmio Nobel de medicina.
O RNAi se trata de um mecanismo exercido por pequenas moléculas de RNA complementares aos RNAs mensageiros, o qual inibe a expressão gênica pós transcricionais.
Essa interferência leva a um silenciamento pós-transcricional de genes específicos exercido por ribonucleoproteínas, que são proteínas associadas a essas pequenas moléculas de RNA que reconhecem RNA mensageiros complementares levando a degradação ou bloqueio do mesmo.
Serve também como mecanismo de defesa de DNAs exógenos.
Dois tipos de pequenas moléculas de RNA podem estar envolvidas em mecanismos de RNAi:
miRNA (microRNA) – são produtos da transcrição de genes presentes em muitos eucariotos.
Os transcritos apresentam tamanho com cerca de 22 nucleotídeos de comprimento, que possuem regiões internas auto complementares capazes de formar estruturas do tipo hairpin.
Os miRNAs precursores passam pela atividade da enzima Drosha que reconhece a estrutura hairpin da molécula e a cliva, liberando a molécula para o citoplasma onde será clivada para formar miRNA.
siRNA (small interfering RNA) – são derivados de longas moléculas de RNA de fita dupla de origem exógena (como aquelas provenientes de vírus).
Ambos são direcionados ao Complexo de Silenciamento por RNA ou RISC (RNA-induced silencing complex) – é um complexo ribonucleoprotéico que contem um conjunto de proteínas que estarão associadas a essas moléculas de RNA (siRNA ou miRNA).
Esse complexo atua controlando a expressão gênica, pois leva a degradação de RNAm ou até inibindo o processo de tradução.
Conclusão
Hoje aprendemos um pouco mais sobre a biologia molecular, focando na transcrição do RNA que confere a expressão gênica da célula.
No entanto, também aprendemos que nem todo RNA será traduzido e que alguns conseguirão ser funcionais exercendo atividades importantes para a célula.
Ao aprender sobre o RNAi vale ressaltar que esse processo evolutivo abriu portas para novas formas de tratamento, onde pode-se se usar desse mecanismo inato para o silenciamento de genes superexpressos por exemplo em alguns tipos de cânceres.
Legal, ne?
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Até a próxima!
