Trancrição em procariotos

TRANCRIÇÃO EM PROCARIONTES

A transcrição é a síntese de um filamento de RNA a partir de um molde bi filamentar de DNA. A síntese de RNA ocorre no sentido 5´--3´, e sua sequencia corresponde à do filamento de DNA, que é conhecida como filamento de sentido.

INICIAÇÃO: A RNA polimerase é a enzima responsável pela transcrição. Ela se liga a sequencias especificas de DNA chamadas de promotores para iniciar a síntese de RNA. Estas sequencias estão antecedendo (para a ponta 5´) da região que codifica a proteína, e contêm sequencias de DNA curtas, conservadas, que são comuns a promotores diferentes. A RNA polimerase liga-se ao dsDNA em uma sequência promotora, resultando em deselicoidizaçãolocal do DNA, A posição da primeira base sintetizada do RNA é chamada de sítio inicial e designada como posição +1.

ALONGAMENTO: A RNA polimerase move-se ao longo do DNA e sintetiza sequencialmente a cadeia de RNA. O DNA é desenrolado adiante da polimerase em movimento, e a hélice é reformada atrás dela.

TERMINO: A RNA polimerase reconhece o finalizador que faz com que outros ribonucleotídeos não sejam incorporados. Esta sequencia é comumente uma estrutura em forma de grampo de cabelo. Alguns finalizadores requerem um fator acessório chamado de rô para o término.

RNA polimerase de E.coli

A RNA polimerase é responsável pela síntese de RNA (transcrição). O cerne de enzima, que consiste nas subunidades 2α, 1β, 1β´e 1ω, é responsável pelo alongamento da transcrição. O fator sigma (σ) também é necessário para o início da transcrição. A enzima completa, consistindo no cerne da enzima mais o fator σ, é chamado de holoenzima.

SUBUNIDADE α: Duas subunidades alfa (α) estão presentes na RNA polimerase. A subunidade α é necessária para a montagem do cerne da proteína, mas ainda não teve um claro papel transcricional atribuído a ela.

SUBUNIDADE β: Uma subunidade beta (β) está presente na RNA polimerase. O antibiótico rimfacina e as estreptolidiginas ligam-se à subunidade β. A subunidade β pode estar envolvida tanto no início da transcrição quanto no alongamento.

OBS:O importante antibiótico rifampicina é um potente inibidor de RNA polimerase que bloqueia a iniciação mas não o alongamento. Esta classe de antibiótico não inibe as polimerases eucarióticas e tem, portanto, sido usado pelos médicos para tratamento de infecções bacterianas Gram-positivas e tuberculose.

SUBUNIDADE β´: Uma subunidade beta primo (β´) está presente na RNA polimerase. Ela pode estar envolvida na ligação ao molde de DNA. A heparina liga-se à subunidade liga-se à subunidade β´.

FATOR SIGMA: O fator sigma (σ) é um componente separado do cerne da enzima. A Escherichia coli codifica vários fatores σ, sendo o mais comum o σ. Um fator  σ é necessário para a iniciação no sítio promotor correto. Ele faz isto diminuindo a ligação do cerne da enzima a sequências inespecíficas do DNA e aumentando a ligação específica ao promotor. O fator σ é liberado do cerne da enzima quando o transcrito atinge 8 a 9 nucleotídeos de tamanho.

Iniciação, alongamento e término da transcrição

LIGAÇÃO AS PROMOTOR: O fator σ acentua a especificidade do cerne αββ’ω da RNA polimerase para a ligação do promotor. A polimerase encontra as sequencia promotoras -35 e 10- deslixando ao longo do DNA e formando um complexo fechado com o promotor de DNA.

DESELICOIDIZAÇÃO DO DNA: Cerca de 17 pb do DNA é deselicoidizado pela polimerase, formando um complexo aberto. A deselicoidização do DNA em muitos promotores é acentuada pela superelicoidização negativa do DNA. Entretanto, os promotores dos genes para as subunidades da DNA girasse são reprimidos por superelicoidização negativa.

INICIO DA CEDEIA DE RNA: Não é necessário um primer para síntese de RNA. Os primeiros 9 nucleotídeos são incorporados sem movimentação da polimerase ao longo do DNA ou liberação do fator σ. A RNA polimerase passa por múltiplos inícios abortivos de cadeia. Após um início bem-sucedido, o fator σ é liberado para formar um complexo ternário, que é responsável pelo alongamento da cadeia de RNA.

ALONGAMENTO DA CADEIA DE RNA: A RNA polimerase move-se ao longo do DNA mantendo uma região constante do DNA desenrolado chamada de bolhas de transcrição. De 10 a 12 nucleotídeos na ponta 5´do RNA fazem constantemente pareamento de bases com o filamento-molde de DNA. A polimerase desenrola o DNA na frente da bolhas de transcrição e o reelicoidiza atrás.

TÉRMINO DA CADEIA DE RNA: As  sequencias autocomplementares na ponta 3´dos genes formam estruturas em grampo de cabelo no RNA que atuam como finalizadores. A haste do grampo em geral tem um alto conteúdo de pares de bases G-C dando-lhe uma grande estabilidade, fazendo com que a polimerase pare. O grampo é em geral seguido de quatro ou mais Us que resultam em fraca ligação RNA-DNA anti-sentido. Isto favorece a dissociação do filamento de RNA, causando o término da transcrição.

TÉRMINO DEPENDENTE DE RÔ: Alguns genes contêm sequencias finalizadoras que requerem um fator proteico adicional, rô para um término eficiente da transcrição. Rô liga-se a sítios específicos no RNA unifilamentar. Ele hidrolisa ATP e move-se ao longo do RNA para o complexo de transcrição, no qual possibilita que a polimerase termine a transcrição.

Princípios básicos da transcrição (Pc.turner, a.g mc lennan; a.d. bates e m.r.h.white)