Funcao do DNA

A síntese de DNA tem como objetivo replicar, de modo exato, o
genoma. Já a síntese de RNA está relacionada com a própria
expressão gênica. O processo de síntese de RNA, a partir de um
molde de DNA, é denominado de transcrição.
transcrição
O RNA é uma molécula semelhante ao DNA; é também uma
molécula longa, linear, contendo 4 tipos de nucleotídeos,
unidos por ligações 3'- 5' fosfodiéster. Duas diferenças nos
grupos constituintes distinguem o RNA do DNA:
* O açúcar constituinte é a ribose.
•O nucleotídeo timina, no RNA é substituído por uracila.
• O RNA normalmente ocorre na forma de fita simples, e não em
dupla hélice como no DNA.
• O RNA é sintetizado sobre um molde de DNA por um mecanismo
semelhante a replicação do DNA: pareamento das bases
complementares estabilizadas por pontes de hidrogênio.
• Existem diferentes tipos de moleculas de RNA com funções
específicas:
•
RNA transportador (tRNA)
•
RNA ribossômico (rRNA)
•
RNA mensageiro (mRNA)
•
Para que ocorra o processo de transcrição é necessária
a presença de uma enzima – a RNA polimerase. Esta
enzima reconhece o sítio de iniciação do gene, identifica a
cadeia do DNA em que está contido e inicia a transcrição.
•
Durante este processo, o pareamento dos nucleotídeos
de RNA na cadeia de DNA, segue um padrão determinado.
•
A adenina se pareia com uracila (uma vez que a
molécula de RNA apresenta esta base no lugar de timina),
a timina do DNA se pareia com adenina, citosina com
guanina e guanina com citosina.
• A informação genética das cadeias de DNA é transferida a
uma sequência complementar de nucleotídeos no RNA,
através da enzima RNA polimerase.
• Esta enzima cataliza a formação da ligação 3’- 5’
fosfodiéster entre os nucleotídeos, porém ela só age na
presença do molde de DNA.
• Embora a RNA polimerase use o DNA dupla fita para
sintetizar o RNA, o verdadeiro molde é DNA fita
simples, que a enzima expõe desenrolando um pedaço da
hélice a medida que passa.
• Quando a síntese termina, o RNA se destaca rapidamente e
as duas fitas do DNA voltam a se parear.
• A síntese de RNA é semelhante à síntese de DNA: A sequência de
bases é determinada pelo pareamento complementar
nucleotídeo - molde.
• A cadeia de RNA cresce no sentido 5’- 3’.
• Elongação é rápida: cerca de 50 nucleotídeos/sec.
• Na síntese de RNA não ocorre o fenômeno de reparo, fenômeno
que ocorre na replicação do DNA, mas como o RNA não sofre
replicação os possíveis erros não são passados para futuras
gerações.
• Durante a transcrição, apenas um gene de cada fíta de DNA é
transcrita.
• Em alguns organismos uma fita é molde para alguns genes e a outra
para outros genes, em outros organismos todos os genes transcritos
estão na mesma fita de DNA.
Transcrição em procariotos
• A enzima que cataliza a transcrição em
procariotos, RNA polimerase, é composta por 5
subunidades: b’, b, a, d e w.
• A subunidade b é o centro catalítico. Alguns
antibióticos se ligam a esta subunidade e inibem a
iniciação da síntese de RNA, outros inibem a
elongação.
• A subunidade d não tem atividade catalítica.
• A transcrição do RNA é dividida em três etapas:
Iniciação, Elongação e Terminação.
Iniciação
• A subunidade d reconhece e se liga a uma sequência de
iniciação (promotor) que está na molécula de DNA.
• A partir da ligação da RNA polimerase na molécula de
DNA, através do promotor, dá-se início a elongação da
molécula de RNA.
• O Promotor corresponde a uma sequência específica de
bases reconhecida pela RNA polimerase.
• Existem duas sequências promotoras mais comuns no
DNA, ambas contendo 6 nucleotídeos.
• Uma localizada a cerca de 10 pares de bases (-10) e outra
de 35 pares de bases (-35) do ponto onde se inicia a síntese
de RNA. Portanto a RNA polimerase entra em contato com
as bases e com os grupos fosfatos nas sequências -l0 e -35
do DNA.
Elongação
• Depois de iniciada a transcrição, a subunidade
d se desprende do complexo enzimático e fica
livre para se ligar a outro complexo. Sem esta
subunidade, a afinidade da enzima pelo
promotor diminui de modo que tem início o
processo de elongação.
• A medida que a RNA polimerase migra
através do DNA, ela desenrola e enrola o DNA.
Terminação
• Terminadores são sequências de bases no DNA cuja
função é parar a síntese de RNA em pontos
específicos.
• Existem dois grupos de terminadores:
– r independentes (não dependem do fator r): É uma sequência
de 6 nucleotídeos adenina no molde de DNA, que são
transcritos em uracila no RNA. Quando ocorre elongação
nesta região as pontes formadas entre desoxiA e riboU são
instáveis fazendo com que a cadeia de RNA seja expelida.
– r dependentes (dependem do fator r): A enzima necessita do
fator r para liberar o RNA. Estas sequências terminadoras não
contêm a sequência de poli A e o fator r se liga à RNA
polimerase e faz com que ela se "desligue" do DNA,
terminando o processo de transcrição.
Transcrição em Eucariotos
• A síntese do RNA celular em eucariotos é catalizada por três
enzimas: RNA polimerase I, RNA polimerase II e RNA
polimerase III .
– RNA polimerase I também denominada de pol I, localiza-se no
nucléolo e produz o rRNA.
– RNA polimerase II também denominada de pol II, produz o mRNA.
– RNA polimerase III também denominada de pol III, produz o tRNA e
o rRNA 5S.
• São enzimas grandes e complexas, constituídas por 10 a 15
subunidades com algumas destas subunidades comuns às três
enzimas.
• Existem para as três polimerases, promotores e terminadores que
regulam a velocidade da transcrição, que são diferentes para estas
três enzimas.
• Existem algumas proteínas, fatores de
transcrição, que auxiliam a interação da
RNA polimerase com o DNA, e são
divididos em dois grupos: Fatores gerais e
Fatores específicos.
– Fatores gerais (comuns a todos os genes): Os
necessários para iniciação da transcrição, os
que participam da elongação do RNA.
– Fatores específicos (regulam genes
específicos): Os que ajudam a formação do
complexo de pré-iniciação, mas podem não ser
necessários após a iniciação da transcrição.