Cap 11_transcrição e Processamento de Rna

11\nTranscrição e Processamento do RNA\nPANORAMA\n• Transferência de informações genéticas | O dogma central\n• Processo de expressão gênica\n• Transcrição em procariotos\n• Transcrição e processamento de RNA em eucariotos\n• Genes interrompidos em eucariotos | Exões e introns\n• Remoção de sequências de introns por recomposição de RNA\nArmazenamento e transmissão de informações com códigos simples\nVivemos na era do computador, cuja presença exerce um forte impacto em praticamente todos os aspectos da vida humana, desde o simples caminho de carro até o trabalho do fantástico testemunho, pela transmissão, da aterrissagem de naves espaciais na lua. Esses assistentes eletrônicos armazenam, encontram e analisam dados na velocidade da luz. O “cérebro” do computador é um pequeno chip de silício, o microprocessador, que contém um arranjo sofisticado e integrado de circuitos eletrônicos capazes de responder quase imediatamente a impulsos codificados de energia elétrica. Ao executar suas façanhas maravilhosas, o computador atua como um código binário, linguagem baseada em 0 e 1. Portanto, o alfabeto usado pelos computadores é semelhante ao código Morse (pontos e traços) usado em telégrafo. Ambos têm apenas símbolos — em nítido contraste com as 26 letras do alfabeto. Sem dúvida, o computador é capaz de fazer sua mágica com um alfabeto binário, é possível compreender como uma grande quantidade de informações é armazenada e encontrada sem a necessidade de códigos complexos nem de alfabetos enormes. Neste\nno próximo capítulo, examinaremos (1) como as informações genéticas dos seres vivos são escritas em um alfabeto de apenas\nModelo computarizado da estrutura da RNA polimerase II, que catalisa a transcrição de genes nucleares em eucariotos. Transferência de informações genéticas | O dogma central\nO dogma central da biologia é que as informações armazenadas no DNA são transferidas para moléculas de RNA durante a transcrição e para proteínas durante a tradução.\nSegundo o dogma central da biologia molecular, as informações genéticas geralmente fluem (1) de DNA para RNA durante sua transcrição de uma geração para outra e (2) do RNA para a proteína durante a expressão fenotípica em um organismo (figura 11.1). Durante a replicação dos vírus de RNA, as informações também são transmitidas de RNA para RNA. A transferência de informações genéticas do DNA para a proteína ocorreu em três etapas: (1) transcrição, a transferência das informações genéticas do DNA para o RNA (2) tradução, a transferência de informações do RNA para a proteína. As diferenças entre os genomas dos vírus tumorais e seus temas são DNA viral (Capítulo 21). Portanto, nesta, a transferência de informação do DNA para o RNA revela, em contrapartida, a transferência de informações do RNA para as proteínas é imprescindível. 262 Fundamentos de Genética\nmacromoléculas. Este capítulo concentra-se na transcrição; a tradução é o assunto do Capítulo 12. \nAs moléculas de RNA traduzidas nos ribossomos são denominadas RNA mensageiros (mRNA). Em procariotos, o produto da transcrição, o transcrito primário, geralmente equivale à molécula de mRNA (Figura 11.2A). Em eucariotos, muitas vezes os transcritos primários por excisão de sequências específicas e modificação de ambas as terminações antes que possam ser traduzidos (Figura 11.2B). Portanto, os transcritos primários em eucariotos geralmente são pre-mRNA e, por isso, são denominados pós-mRNA. A maioria dos gêneros nucleares em eucariotos superiores e alguns em eucariotos inferiores contêm sequências não codificadoras,\n\nA. Expressão gênica procariótica\nRegulacao da traduzca\nRegiao codificadora\n\nd\n\nAUG\nCod\nPolipeptídeo\n\nB. Expressão gênica eucariótica\nRegulacao da tradu\n\nNÚCLEO\n\nCap\n5'\n\n5'\nTranscrito primário\nmRNA\n\nTranscrição\n\nCod\n\nUAA\nCod\n\nA1\n\nCod\nAUG\n\nTerm.\n\nCITOPLASMA\n\nPolipeptídeo\n\nN\n\nN\nC\n\nA\n\nN\n\nU\n\nU\n 266\nFundamentos de Genética\npor RNA polimerase (Figura 11.6). A sequência nucleotídica de uma molécula de RNA é complementar ao do filamento-molde de DNA, e a síntese de RNA é guiada pelas mesmas regras que parecem de base da síntese de DNA, mas a uracila substitui a timina. Logo, é possível determinar a origem dos transcritos de RNA pelo estudo da sua hibridização com DNA de diferentes fontes, como (os) cromossomo(s) da célula, vírus e outros organismos infecciosos (ver Problema resolvido: Distinção de RNA transcritos do DNA viral e do hospedeiro).\n\nPROBLEMA RESOLVIDO\nDistinção de RNA transcritos do DNA viral e do hospedeiro\n\nPROBLEMA\nAs células de E. coli infectadas por vírus representam a oportunidade para que células produzam dois tipos de transcritos de RNA: viral e seu. Se você for um biólogo líquido, como T4, poderá espionar transcritos virais de um bacteriófago no sítio, como M13, pois infecções virais fazem ler material transcritos. Suponha que você queira verificar quais transcritos de RNA estão presentes nas células infectadas. 1. Durante a primeira etapa da expressão gênica (transcrição), um filamento de DNA é usado como molde para sintetize um filamento de RNA.\n2. O RNA pode ser desnaturalizado - separado em seus filamentos constituintes - expondo-se à temperatura ou pH elevado.\n3. Tanto os DNA virais quanto os DNA da célula hospedeira podem ser purificados, desnaturalizados e ligados a membranas para uso em experimentos de hibridização subsequentes (ver Figura 1 no Apêndice 1: Ajudante de um RNA mengenin in vitro).\n\nANÁLISE E SOLUÇÃO\nÉ possível identificar o origem dos transcritos de RNA sintetizados em células infectadas por vírus mediante incubação das células infectadas por um perfil de nosso meio contendo H-ribunla, purificando o RNA dessas células; em seguida, hibridização com DNA ultrablanqueado.\n4. Prepare-se uma membrana ligada a DNA desnaturalizado viral, uma infectada por DNA desnaturalizado do hospedeiro e uma reale no RNA marcado que serve para medir a hibridização específica de RNA marcado com 5H.\n\nEm seguida, prepara-se uma solução de hibridização apropriada e relacione-se aos tempos nesse estudo - para DNA viral, outro com DNA do hospedeiro e a última sendo um DNA.\nDepois, acontecerá-se uma amostra de RNA purificado mercando com DNA. Para hibridização do RNA na membrana, foram utilizados os métodos que são especificamente de RNA na membrana ao inespecificamente a proteína membrana. Na situação final, será possibilitado ver que ligou ao DNA na medida da atividade de cada uma.\nEssa radioatividade pode ser subtraída dos níveis de radioatividade dos dois membranas para medir a ligação específica de RNA ao DNA viral ou à bactéria. Os resultados determinarão se os transcritos marcados foram sintetizados a partir de moldes de DNA viral, DNA bacteriano ou ambos. Os resultados nas células infectadas por fagos T4, células infectadas por fag M13 e células com profagos lambda poderiam ser resumidos como mostrado acima. (Os sinais positivos indicam a presença de transcritos de RNA não-hibridização específica.)\n\nRNA hibridizado a membrana\ncontendo\nDNA de E. coli\nDNA de fag Capítulo 11 | Transcrição e Processamento do RNA\n269\n\nSítio para o trifosfato de ribonucleosídeo recebido\n\nCadena de RNA em crescimento\n\n5'\n\n3'\n\nLocal de\nrecrutamento de DNA\nLocal de\n\nmovimento da RNA polimerase\ndesemvolvendo\n\nCadena de RNA em crescimento\n\n5'\n\n3'\n\nDupla hélice de DNA\n\nA. A RNA polimerase deslizou-se na direção 3' a partir da posição em 5'\nCadena de RNA em crescente\nrecrutando o DNA e estendendo-o covalentemente.\n\nB. A RNA polimerase revelou o filamento molde (Figura 11.10, parte superior). A sequência nucleotídica da região rica em GC contém repetições invertidas - sequências de nucleotídeos invertidas e complementares em cada filamento de DNA. Quando transcritas, essas regiões de réplica invertida produzem sequências de RNA unilaterais que podem formar pares de bases de bases em grampo (Figura 11.10, parte inferior).\n\nPONTOS ESSENCIAIS\n• A síntese de RNA é dividida em três etapas: (1) iniciação, (2) alongamento e (3) término\n• As RNA polimerases - enzimas que catalisam a transcrição - são proteínas multiméricas complexas\n• As informações codificadas de RNA são muito semelhantes às de DNA com desempenhos locais\n• O alongamento da cadeia de RNA somente ocorre 5' a 3'\n• A estrutura e o mecanismo das polimerases de mRNA causam interações com simulações retroativas