Processamento Em Eucariotas e Procariotas

Processamento de RNA

Comparação entre eucariotos e procariotos

Processamento pós-transcricional Produto primário da transcrição= transcrito primário Não é necessariamente funcional... Muitos precisam ser alterados p/ serem funcionais: mRNA: 1. adição do “cap” (em eucariotos) de 7 metil guanosina no 5’; 2. adição de cauda poli-A (20 a 30 nt) nos mRNA eucariotos 3. exons e introns > ocorre retirada dos introns (splicing) 4. edição do mRNA = alteração de bases, deleções , inserções... rRNA: sofre processamento, pois é policistrônico.

Adição de cap ao mRNA

Capeamento do mRNA Primeira modificação a ser realizada no mRNA é o seu capeamento na ponta 5’. Ligação do nucleotídeo do cap é feito de uma forma não usual a partir da extermidade 5’ de ambos nucleotideos. O cap distingue mRNAs de outros tipos de RNAs.

No núcleo se liga a um complexo denominado CBC, que ajuda o mRNA ser devidamente processado e exportado

Reação de capeamento do mRNA Reação realizada por 3 enzimas em sucessão: uma fosforilase remove o fostato, uma guanil transferase adiciona um GMP em ligação reversa e uma metiltransferase adiciona o grupo metil

Reação de capeamento do mRNA

A RNA polimerase transporta junto a ela proteínas processadoras do pre-mRNA. Deste modo o processamento do mRNA já é iniciado a partir do momento que o transcrito começa a ser produzido

Adição da cauda poli-A ao mRNA

Sinalização no DNA interrompe a transcrição, terminando assim o pre-RNA. Ponta 3’ é então clivada e uma sequência poli-A é adicionada a sua extremidade

Clivagem do mRNA é realizada pelas enzimas CstF (Cleavage stimulation factor) e CPSF (Cleavage and polyadenilation specificity factor) tão logo a sequencia de clivagem emerge da RNA polimerase

A poli-A polimerase é recrutada pela CstF e CPSF e sintetiza uma cauda de aproximadamente 200 bases na ponta 3’ livre. Poli-A polimerase sintetiza a fita a partir de ATP sem a necessidade de uma fita molde (não há região equivalente no genoma) Proteínas ligadoras de poli-A vão se associando a cauda nascente.

Funções do cap e poli-A no mRNA maduro

Tanto o cap quanto o poli-A tem a função de proteger o mRNA da ação de exonucleases. Um encurtamento do poli-A, leva a remoção do cap e rápida degradação da molécula o mRNA.

Funções do cap e poli-A no mRNA maduro

Uma vez que o mRNA maduro esta no citoplasma o cap e as proteinas ligadoras do poli-A ajudma na ligação do mRNA ao ribossomo para permitir a produção de proteínas a partir da mensagem de mRNA. O cap pode servir também para direcionar exonucleases especificas para o poli-A

Splicing do mRNA

Pre-mRNAs de eucariotos sofrem um processamento que retira porções internas da molécula (introns) conservando apenas parte do transcrito original (exon)

Tipos de splicing RNA catalítico (self-splicing): Splicing do grupo I: Alguns genes nucleares, mitocondriais e cloroplastos codificando rRNAs, mRNAs e tRNAs

Splicing do grupo II: Transcritos primários mitocondriais ou de cloroplasto em fungos, algas e plantas. Mediado por proteínas: Transcritos nucleares.

Splicing de tRNAs.

Self splicing Ataque nucleofílico OH-2’ ou 3’ Grupo I Grupo II

O splicing se inicia com o ataque do grupo OH ligado ao carbono 2 de uma base do intron ao grupo fosfato da base na extremidade 5’ do intron. Este ataque libera a extremidade 3’ do exon adjacente e forma uma estrutura de laço.

O grupo OH livre do exon adjacente por sua vez atacará o grupo fosfato da primeira base do exon seguinte liberando assim o intron.

O spliciossomo é um complexo de moléculas de RNA e proteínas responsável pelo splicing do pré-RNA Formado por snRNAs (pequenos RNA nucleares) que se complexam com proteinas formar snRNPs (pequenas ribonucleoproteínas nucleares) Realiza hidrolise de ATP para promover os rearranjos.

Sitio ativo se forma somente quando os snRNPs estão associados

Dissociação dos snRNPs da alça dos introns ocorre apenas com a hidrolise de ATP

Proteínas com domínios ricos em serina e arginina (denominadas SR) se ligam aos exons de forma a demarcá-los. Proteínas U1 e U2AF também participam desta demarcação.

Splicing alternativo da  tropomiosina Organização dos exons no gene

Músculo estriado Músculo estriado mioblasto Músculo da boca Fibroblasto Hepatoma cérebro

splicing alternativo

Splicing alternativo de um fator de transcrição. Neste caso cada exons corresponderia a uma porção da proteína com diferente função. Produção de duas isoformas diferentes, uma contendo um sitio de ativação e a outra não faz com que haja efeitos opostos em relação a transcrição de genes.

Exportação do mRNA maduro do núcleo

Altamente seletivo, só sendo exportados mRNAs corretamente processados que estão ligados a um grupo apropriado de proteínas Passagem ocorre pelo complexo do poro nuclear

Splicing de tRNA - Leveduras

Modificações em moléculas de RNA transportador