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Curso: Biblioteca de Biologia > Unidade 18
Lição 2: TranscriçãoProcessamento de pré-mRNA eucarióta
Google Sala de Aula5' cap e cauda poly-A. Emparelhamento, íntrons e éxons.
Pontos Principais:
- Logo que um transcrito de RNA é produzido em uma célula eucarionte, ele é considerado um pré-RNAm e deve ser processado para formar RNA mensageiro (RNAm).
- Um cap 5' é adicionado ao começo do transcrito de RNA, e uma cauda poli-A é adicionada ao final.
- No splicing, algumas seções do transcrito de RNA (íntrons) são removidas, e as seções restantes (éxons) são acopladas novamente.
- Alguns genes podem sofrer splicing alternativo, levando à produção de diferentes moléculas maduras de RNAm a partir do mesmo transcrito inicial.
Introdução
Imagine que você gerencie uma fábrica de livros e acabou de imprimir todas as páginas de seu livro predileto. Agora que você tem as páginas, o livro já está pronto para a venda? Bem... os livros costumam ter capa na frente e atrás. Então talvez você queira colocá-las. Além disso, havia alguma página em branco ou danificada feita durante a impressão? Você provavelmente deveria checar e, se houver, removê-las antes de vender seu livro, ou você pode acabar se deparando com uns clientes insatisfeitos.
Os passos sobre os quais acabamos de falar são bastante parecidos com o que acontece a transcritos de RNA nas células do seu corpo. Nos humanos e outros eucariontes, uma molécula de RNA recém-fabricada (saída quentinha das "prensas" de RNA polimerase) não está exatamente pronta. Ao invés disso, é chamada de pré-RNAm e tem que passar por algumas etapas de processamento para se tornar um RNA mensageiro (RNAm) maduro que pode ser traduzido em uma proteína. Essas incluem:
- Adição de moléculas cap e cauda nas duas extremidades do transcrito. Elas exercem um papel de proteção, como as capas dianteira e traseira de um livro.
- Remoção de sequências "lixo" chamadas íntrons. Íntrons são como páginas em branco ou danificadas feitas durante a impressão do livro, que têm de ser removidas para que o livro se torne legível.
Neste artigo, olharemos mais de perto as modificações cap, cauda e splicing que os transcritos eucariontes de RNA recebem, vendo como são conduzidos e por que são tão importantes para que consigamos a proteína correta do nosso RNA.
Visão geral do processamento do pré-RNAm em eucariontes
Como uma revisão rápida, a expressão genética (a "leitura" de um gene para se fazer uma proteína ou o pedaço de uma proteína) acontece um pouco diferente nas bactérias e nos eucariontes, como os humanos.
Na bactéria, os transcritos de RNA estão prontos para atuar como RNAs mensageiros e serem logo traduzidos em proteínas. Em eucariontes, as coisas são um pouco mais complexas, embora aconteça de uma forma bem interessante. A molécula diretamente feita por transcrição em uma de suas células (eucariontes) é chamada de pré-RNAm, refletindo que ela precisa passar por mais alguns passos para se tornar de fato um RNA mensageiro (RNAm). Esses são:
- Adição de um cap 5' ao início do RNA
- Adição de uma cauda poli-A (cauda de nucleotídeos A) ao final do RNA.
- Separação dos íntrons ou "sequências lixo" e conexão do que sobrou , das sequências boas (os éxons).
Uma vez que esses passos estão completos, o RNA se torna um RNAm maduro. Ele pode sair do núcleo e ser usado para fazer uma proteína.
Cap 5' e a cauda poli-A
Ambas extremidades finais do pre-RNAm são modificadas pela adição de grupos químicos. O grupo do início (final 5') é chamado de cap, enquanto o grupo de terminação (final 3') é chamado de cauda. Tanto o cap quanto a cauda protegem o transcrito e ajudam-no a ser exportado do núcleo e a ser traduzido nos ribossomos ("máquinas" de fazer proteínas) encontrados no citosol
A cap 5' é adicionada ao primeiro nucleotídeo do transcrito durante a transcrição. A cap é uma guanina (G) modificada e protege o transcrito de ser quebrado. Ela também auxilia o ribossomo a se ligar ao RNAm e começar a leitura para fazer uma proteína.
Como a cauda poli-A é adicionada? O final 3' do RNA se forma de um jeito um pouco bizarro. Quando uma sequência chamada sinal de poliadenilação aparece em uma molécula de RNA durante a transcrição, uma enzima corta o RNA em dois naquele ponto. Outra enzima adiciona aproximadamente
Splicing do RNA
O terceiro grande evento do processamento de RNA que ocorre nas suas células é o splicing do RNA. No splicing do RNA, partes específicas do pré-RNAm, chamadas íntrons são reconhecidas e removidas por complexos proteína-e-RNA chamados de spliceossomos. Os íntrons podem ser vistos como sequências "lixo" que devem ser retiradas para que a "versão de partes boas" da molécula de RNA possa ser montada.
O que são as "partes boas"? As partes do RNA que não são cortadas são chamadas exons. Os exons são colocados juntos pelo spliceossomo para formar o RNAm maduro final, que é enviado para fora do núcleo.
Um ponto-chave aqui é que são somente os éxons de um gene que codificam uma proteína. Não só os íntrons não carregam informações para construir uma proteína, como eles realmente têm que ser removidos para que o mRNA codifique uma proteína com a sequência certa. Se o spliceossomo falha ao remover um íntron, um mRNA com "lixo" extra será feito, e uma proteína errada vai ser produzida durante a tradução.
Splicing alternativo
Por que splicing? Não sabemos com certeza por que o splicing existe e, de alguma maneira, ele parece um sistema dispendioso. Contudo, o splicing permite um processo chamado splicing alternativo, em que mais de um RNAm pode ser formado a partir do mesmo gene. Através do splicing alternativo, nós (e outros eucariontes) podemos sorrateiramente codificar mais proteínas diferentes do que temos de genes em nosso DNA.
No splicing alternativo, um pré-RNAm pode sofrer splicing em qualquer uma de duas maneiras (ou algumas vezes muito mais que duas!). Por exemplo, no diagrama abaixo, o mesmo pré-RNAm pode sofrer splicing de três maneiras diferentes, dependendo de quais éxons sejam mantidos. Isso resulta em três RNAm maduros, cada qual é traduzido em uma proteína de estrutura diferente.
Tente você mesmo: Faça o splicing da mensagem
Sua missão, caso você a aceite: decodificar a seguinte mensagem ultra-secreta. Primeiro, retire as letras "inúteis", coloridas de roxo e sublinhadas. Segundo, arranje as letras restantes em grupos de três, iniciando no começo.
Você tentou?
- Se você remover as sequências em roxo, você deve obter esta série de letras:
- Se você agrupar as letras restantes em sequências de três, você deverá obter esta mensagem:
O processo pelo qual você acabou de passar é basicamente o que as suas células têm que fazer quando elas expressam um gene. Como discutimos anteriormente neste artigo, a maioria dos pré-RNAm eucariontes contêm sequências "lixo" chamadas íntrons, que são como as letras roxas na mensagem. Essas sequências devem ser removidas, e as sequências significativas (éxons), equivalentes às letras em vinho na mensagem acima, devem ser acopladas novamente para formar um RNAm maduro.
Durante a tradução, a sequência de RNAm é lida em grupos de três nucleotídeos. Cada "palavra" de três letras corresponde a um aminoácido que é adicionado a um polipeptídeo (proteína ou subunidade de proteína). Se um RNAm não tiver sofrido splicing, ele irá conter nucleotídeos a mais que não deveria, levando a uma "mensagem" de proteína incorreta. Algo similar acontece se tentamos decodificar a mensagem acima sem remover as letras roxas:
Assim como a remoção das letras roxas é essencial para se chegar à mensagem correta, o splicing também é essencial para garantir que o RNAm carregue a informação correta (e direcione a produção do polipeptídeo correto).
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Eu enxerguei cinza e não roxo ali no exercicio, estranho(0 votos)