Transcrição do ADN

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A transcrição do ADN refere-se a síntese de RNA a partir de um molde de ADN. O processo é o primeiro passo de expressão genética, o qual é seguido pela tradução do mARN (síntese de proteína).

Inicialmente, o gene (ADN de fita dupla) é copiado ou transcrita para uma molécula de fita simples de ARN praticamente idêntica (ARNm). Em eucariontes este processo ocorre no núcleo e é catalisado pela enzima RNA polimerase. Esta enzima liga-se a uma porção da cadeia de ADN e se replica, e então envia o mRNA para a maquinaria do citoplasma que utiliza a informação contida no gene para produzir uma proteína.

RNA polimerase

RNA polimerase

A transcrição é muito semelhante à replicação do ADN embora proteínas diferentes estejam envolvidas. A enzima mais importante é a RNA polimerase ou ARN-polimerase, uma enzima que influencia a síntese de ARN a partir de um molde de ADN. Para a transcrição ser iniciada, a RNA polimerase deve ser capaz de reconhecer a sequência de início de um gene de modo a que ele saiba onde iniciar a síntese de um ARNm. Ela é dirigida a este sítio de iniciação pela capacidade de uma das suas subunidades de reconhecer uma sequência específica de ADN encontrada no início de um gene, chamada a sequência promotora. A sequência promotora é uma sequência unidireccional encontrada em uma cadeia do ADN que instrui a RNA polimerase tanto para iniciar a síntese quanto em que direcção deve a síntese continuar. A polimerase de ARN então desenrola a hélice dupla nesse ponto e começa a síntese de uma cadeia de ARN complementar a uma das cadeias de ADN. Esta fita é chamada de nonsense, molde, ou não codificante, enquanto que a outra cadeia é conhecida como a cadeia sense ou codificante. A síntese pode então proceder de forma unidirecional.[1]

Embora se sabe muito sobre o processamento de transcrição, os sinais e eventos que instruem a RNA polimerase para parar de transcrever e cair fora do modelo de ADN ainda não estão claros. Experiências ao longo dos anos têm indicado que as mensagens eucarióticas processadas ​​contêm um sinal de adição de poli (A) (AAUAAA) na sua terminação 3', seguida por uma seqüência de adeninas. Esta adição de poli(A), também chamada o sítio poli (A), contribui não apenas para a adição de poli (A) da cauda, mas também para a terminação da transcrição e a liberação da ARN polimerase a partir do molde de ADN. No entanto, a transcrição não pára aqui. Pelo contrário, ela continua por mais 200-2000 bases além deste local, antes de ser abortada. Ou é antes ou durante o processo de terminação da transcrição nascente que é clivada, ou cortada, no local de poli (A), que conduz à criação de duas moléculas de ARN. A parte montante recém-formada, ou nascente, o ARN então sofre alterações posteriores, chamadas modificação pós-transcricionais, e torna-se ARNm. O ARN jusante torna-se instável e é rapidamente degradado.[1]

Embora a importância do sinal de adição poli (A) tenha sido estabelecida, a contribuição de sequências a jusante permanece incerto. Um estudo recente sugere que uma região definida, chamada região de terminação, é necessária para a terminação da transcrição correcta. Este estudo também mostrou que a terminação da transcrição ocorre em duas etapas distintas. No primeiro passo, o ARN nascente é clivado às subsecções específicas da região de terminação, possivelmente levando a sua liberação a partir da RNA-polimerase. Num passo subsequente, a RNA polimerase se desencaixe do ADN. Assim, a RNA polimerase continua a transcrever o ADN, pelo menos, por uma curta distância.[1]

Promotor

Micrografia eletrônica de unidades de transcrição de Ribosomal ARN de Chironomus thummi (Diptera). Ampliação - 40.000x.

Durante a transcrição tem de haver um promotor. Um promotor é uma determinada sequência de ADN que a ARN-polimerase pode se ligar a ela. Ela cria uma ligação muito estreita com o promotor. Existem, pelo menos, um promotor para cada gene no genoma.

Promotores fazem três trabalhos específicos. Eles dizem ao ARN:

  1. Quando a iniciar a transcrição
  2. Que fita de ADN é para ser lida
  3. A direção a tomar desde o início.

Após o promotor específico ter sido escolhido pela RNA polimerase um processo chamado de alongamento começa. Este processo é, onde a polimerase adiciona os nucleotídeos (A, U, C, G) para uma seção de ADN de cerca de 20 aminoácidos e o replica. No entanto, é criada antiparalelo ao ADN. O ADN é de 5' para 3' e o ARN transcreve como 3' para 5'. O processo de alongamento irá continuar até que se atinja um certo local de terminação no ADN. Há também um local de iniciação específico que indica onde a transcrição começa a tomar lugar.[2]

Edição de ARN

O ARN pode sofrer splicing para aumentar o número de proteínas que pode criar. Um pré-ARNm (ARNm imaturo ou precursor) pode passar por um processo de splicing. Nos casos da proteína tropomiosina um pré-ARNm pode sofrer splicing para criar cinco diferentes ARNm maduros como resultado final. Esta é a razão por que o corpo humano tem apenas 21.000 genes em vez dos 100.000 a 150.000 genes estimados pelos cientistas. Este tipo de edição aumenta grandemente o número de mRNAs maduros e, por conseguinte, o número de proteínas que podem ser criados a partir de um único gene.[3]

Ainda uma outra forma de alterar o ARN é chamada de edição de ARN. Isso acontece através de duas formas distintas. A primeira maneira é chamada de Intersecção de Nucleotídeos. Quando isto acontece trechos de U vão ser colocados no ARNm para torná-lo mais longo. Um exemplo disto é a seguinte:

    (ADN)          ACCTCC - torna-se transcrito
    (ARNm)         UGGAGG - torna-se editado
    (ARNm editado) UGGUUUAGG

A edição acima vai efetivamente alterar a sequência de aminoácidos de trp-arg, para trp-phe-arg.

A segunda maneira para edição acontecer é chamada de Alteração de Nucleotídeos. Neste processo, uma enzima catalisa e muda a maneira como a proteína é formada. Um exemplo deste processo é a seguinte:

    (ADN)          GTA - torna-se transcrito
    (ARNm)         CAU - torna-se editado
    (ARNm editado) UAU

[3]

Referências

  1. 1,0 1,1 1,2 What is a Cell? by the National Center for Biotechnology Information.
  2. Purves, William K. et al. Life: The Science of Biology. Gordensville, VA. 2004. pp236-239
  3. 3,0 3,1 Purves 296-97