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PARTE 2 TRANSMISSÃO DA INFORMAÇÃO
Nucleotídeos entram e RNA sai por dois outros canais separados na molécula. A despeito das diferenças em seqüências e composição em subunidades, RNA polimerases procarióticas e eucarióticas mantiveram estruturas semelhantes para desempenhar os mesmos objetivos levando à síntese de uma nova cadeia de RNA. Estas incluem: (1) passagem do DNA molde por um canal na enzima; (2) separação das fitas de DNA para formar uma bolha na qual um híbrido RNA-DNA existe com a extremidade 3’ da cadeia de RNA posicionada no sítio ativo; (3) colocação de nucleotídeos no sítio ativo por um poro da enzima; (4) uso de um íon metálico para ajudar na catálise da formação de uma nova ligação éster fosfato entre o fosfato α do nucleosídeo trifosfato que está chegando e a extremidade 3’ da cadeia nascente de RNA; (5) exclusão do RNA produzido por outro poro; e (6) direção do re-pareamento das duas fitas de DNA, à medida que saem da enzima. Lembre-se que a subunidade σ da holoenzima procariótica é responsável por ligar as caixas –10 e –35 de promotores. Estudos estruturais demonstraram que sigma é uma molécula oblonga, composta por um feixe de resíduos em α-hélice, empacotados em uma forma de “V” aberto. Um braço do “V” contém resíduos críticos para reconhecimento do promotor e ligação com polimerase core. Um lado desse braço contém uma α-hélice que se liga à seqüência “–10”, e a outra face liga polimerase core por interações hidrofóbicas.
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5.4 PROCESSAMENTO DE RNA Cópias em RNA de seqüências de DNA devem ser modificadas em moléculas maduras, funcionais, em procariotos e eucariotos. As reações de processamento do RNA podem incluir remoção de nucleotídeos extras, modificação de bases, adição de nucleotídeos e separação de diferentes seqüências de RNA pela ação de nucleases específicas. Reações de processamento podem ocorrer cotranscripcionalmente (enquanto o RNA ainda está sendo transcrito) ou pós-transcripcionalmente (depois do transcrito ter sido liberado pela RNA polimerase). Finalmente, em eucariotos, RNAs são exportados do núcleo.
RNA Transportador É Modificado por Clivagem, Adição e Modificação de Bases Clivagem O transcrito primário de um gene de tRNA contém seqüências extras de nucleotídeos, tanto 5’ como 3’ da seqüência do tRNA. Esses transcritos primários também podem conter íntrons na região do anticódon. Reações de processamento pós-transcripcional ocorrem em uma
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ordem temporal bem definida, mas não necessariamente rígida. Primeiro, o transcrito primário é cortado de modo relativamente inespecífico para gerar uma molécula precursora com extensões 5’ e 3’ mais curtas. Então ribonuclease P, uma ribozima (ver p. 68), remove a extensão 5’ por clivagem endonucleolítica. A extremidade 3’ é cortada exonucleoliticamente, seguida por síntese da terminação CCA. Síntese dos nucleotídeos modificados ocorre em qualquer ordem em relação à clivagem nucleolítica. Remoção de íntrons é determinada pela estrutura secundária do precursor (ver Figura 5.10) e é executada por um sistema enzimático solúvel, com dois componentes; uma enzima remove o íntron e a outra sela novamente a cadeia nucleotídica.
Adição na Extremidade 3’ Todo tRNA funcional tem a seqüência CCA em sua extremidade 3’. Essa seqüência é essencial para tRNA aceitar aminoácidos. Na maioria dos casos, é adicionada seqüencialmente pela enzima tRNA nucleotidiltransferase. Nucleotidiltransferases usam ATP e CTP como substratos e sempre incorporam-nos em tRNA numa razão de 2C/1A. As extremidades CCA são encontradas tanto em tRNAs citoplasmáticos como mitocondriais.
Nucleosídeos Modificados Nucleotídeos de RNA transportador são os mais modificados de todos os ácidos nucléicos. Mais de 60 modificações diferentes nas bases e na ribose, exigindo bem mais de 100 diferentes reações enzimáticas, foram encontradas em tRNA. Muitas são simples, metilações de uma etapa, mas outras envolvem síntese com múltiplas etapas. Formação de algumas bases modificadas na realidade requer quebra da ligação β-glicosídica entre ribose e a base. Enzimas modificadoras produzem as mesmas modificações específicas em mais de uma espécie de tRNA; entretanto, as enzimas modificadoras são localespecíficas. A maioria das modificações se completa antes de os precursores de tRNA terem sido clivados ao tamanho do tRNA maduro.
Processamento de RNA Ribossômico Libera Vários RNAs de um Precursor Mais Longo O produto primário da transcrição do gene de rRNA é um RNA longo, chamado 45S RNA, que contém as seqüências dos rRNAs 28S, 5,8S e 18S. Processamento do 45S RNA ocorre no nucléolo, e é feito por grandes estruturas de ribonucleoproteínas, com múltiplas subunidades. Processamento dos rRNAs segue uma ordem seqüencial (Figura 5.11). Processamento de pré-rRNA em procariotos também envolve clivagem de precursores de alto peso molecular
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