RNA polimerase

RNA polimerase definição

uma RNA polimerase (RNAP), ou ácido ribonucleico polimerase, é uma subunidade múltipla que catalisa o processo de transcrição onde um polímero de RNA é sintetizado a partir de um modelo de ADN. A sequência do polímero RNA é complementar à do DNA modelo e é sintetizada em uma orientação de 5’→ 3′. Esta cadeia de RNA é chamada de transcrição primária e precisa ser processada antes que possa ser funcional dentro da célula.,as polimerases do ARN-ARN interagem com muitas proteínas a fim de cumprir a sua tarefa. Estas proteínas ajudam a melhorar a especificidade de ligação da enzima, ajudam a desvincular a estrutura helicoidal dupla do ADN, modulam a actividade da enzima com base nos requisitos da célula e alteram a velocidade da transcrição. Algumas moléculas RNAP podem catalisar a formação de um polímero com mais de quatro mil bases em comprimento a cada minuto. No entanto, eles têm uma gama dinâmica de velocidades e podem ocasionalmente parar, ou mesmo parar em certas sequências, a fim de manter a fidelidade durante a transcrição.,

Funções do RNA Polimerase

Tradicionalmente, o dogma central da biologia molecular olhou para a RNA como mensageiro, uma molécula, que exporta a informação codificada no DNA do núcleo, a fim de conduzir a síntese de proteínas no citoplasma: DNA → RNA → Proteína. Os outros RNAs bem conhecidos são o RNA de transferência (tRNA) e o RNA ribossomal (rRNA), que também estão intimamente ligados com a maquinaria proteica sintética., No entanto, nas últimas duas décadas, tornou-se cada vez mais claro que o RNA serve uma gama de funções, das quais a codificação de proteínas é apenas uma parte. Alguns regulam a expressão genética, outros agem como enzimas, alguns são até cruciais na formação de gâmetas. Estes são chamados non-coding ou ncRNA.

Uma vez que RNAP está envolvido na produção de moléculas que têm uma ampla gama de Papéis, uma de suas principais funções é regular o número e tipo de transcrições de RNA formados em resposta às necessidades da célula., Uma série de diferentes proteínas, fatores de transcrição e moléculas de sinalização interagem com a enzima, especialmente o fim carboxi-terminal de uma subunidade, para regular sua atividade. Acredita-se que este regulamento foi crucial para o desenvolvimento de plantas e animais eucarióticos, onde células geneticamente idênticas mostram expressão genética diferencial e especialização em organismos multicelulares.

in addition, the optimal functioning of these RNA molecules depends on the fidelity of transcription – the sequence in the DNA template strand must be represented accurately in the RNA., Mesmo uma única mudança de base em algumas regiões pode levar a um produto completamente não funcional. Portanto, enquanto a enzima precisa trabalhar rapidamente e completar a reação de polimerização em um curto espaço de tempo, ela precisa de mecanismos robustos para garantir taxas de erro extremamente baixas. O substrato do nucleótido é rastreado em várias etapas para a complementaridade com a cadeia de DNA modelo. Quando o nucleótido correto está presente, cria um ambiente propício à catálise e ao alongamento da cadeia de RNA. Além disso, um passo de revisão permite a remoção de bases incorretas.,

finalmente, as polimerases de RNA também estão envolvidas na modificação pós-transcritional das RNAs para torná-las funcionais, facilitando a sua exportação do núcleo para o seu local de Acção final.

tipos de ARN polimerase

existe uma semelhança notável nas ARN polimerases encontradas em procariontes, eucariontes, archea e até mesmo alguns vírus. Isto aponta para a possibilidade de que eles evoluíram de um ancestral comum., O RNAP procariótico é feito de quatro subunidades, incluindo um fator sigma que se dissocia do complexo enzimático após o início da transcrição. Enquanto os procariontes usam o mesmo RNAP para catalisar a polimerização da codificação, bem como o RNA não-codificante, os eucariontes têm cinco polimerases RNA distintas.

RNAP I eucariótico é um cavalo de trabalho, produzindo quase cinqüenta por cento do RNA transcrito na célula. Polimeriza exclusivamente o ARN ribossómico, que forma um grande componente dos ribossomas, as máquinas moleculares que sintetizam proteínas., A ARN polimerase II é extensivamente estudada porque está envolvida na transcrição de precursores de ARNm. Também cataliza a formação de pequenas RNAs nucleares e micro RNAs. RNAP III transcreve RNA de transferência, alguns RNA ribossômico e alguns outros pequenos RNAs e é importante uma vez que muitos de seus alvos são necessários para o funcionamento normal da célula. As polimerases Rna IV e V são encontradas exclusivamente em plantas, e juntas são cruciais para a formação de pequeno ARN interferente e heterocromatina no núcleo.,

o processo de transcrição

transcrição começa com a ligação da enzima RNAP a uma parte específica do ADN, também conhecida como região promotora. Esta ligação requer a presença de algumas outras proteínas-o factor sigma em procariontes e vários factores de transcrição em eucariontes. Um conjunto de proteínas chamadas factores de transcrição gerais são necessárias para toda a actividade transcriptional eucariótica e incluem o Factor de iniciação da transcrição II A, II B, II D, II e, II F E II H., Estes são complementados por moléculas de sinalização específicas que modulam a expressão do gene através de trechos de DNA não codificante localizado a montante. Muitas vezes a iniciação é abortada várias vezes antes de um trecho de dez nucleótidos ser polimerizado. Depois disso, a polimerase vai além do promotor e perde a maioria dos fatores de iniciação.

isto é seguido pela remoção de DNA de cadeia dupla, também conhecido como ‘fusão’, para formar uma espécie de bolha onde ocorre a transcrição ativa. Esta “bolha” parece mover-se ao longo da cadeia de ADN como os alongamentos do polímero RNA., Uma vez que a transcrição está completa, o processo é terminado e a cadeia de RNA é processada. O RNAP procariótico e as polimerases I e II do ARN eucariótico requerem proteínas terminais adicionais de transcrição. RNAP III termina a transcrição quando há um trecho de timina bases na cadeia não-template de DNA.

comparação entre ADN e ARN polimerase

enquanto as polimerases ADN e ARN catalisam ambas as reacções de polimerização de nucleótidos, existem duas grandes diferenças na sua actividade. Ao contrário das polimerases do DNA, as enzimas RNAP não precisam de um iniciador para iniciar a reação de polimerização., Eles também são capazes de iniciar a reação a partir do meio de uma cadeia de DNA e ler sinais “STOP” que fazem com que o complexo enzimático se dissocie do modelo. Finalmente, enquanto as ARN polimerases são um pouco mais lentas que as suas contrapartes, elas têm a vantagem de apenas precisar fazer uma cópia complementar de uma cadeia de DNA.

• 3′- > 5′ orientation – Directionality of a single strand of nucleic acid which derives from the numbering of carbon atoms on the nucleotide sugar ring., Uma extremidade do ácido nucleico tem um grupo hidroxila livre no terceiro carbono e a outra extremidade tem um grupo fosfato livre ligado ao quinto carbono.segmentos heterocromatina de um cromossoma que são transcritivamente silenciosos e parecem ser mais densos que transcrevem ativamente regiões.siRNA – pequenos RNA interferentes são moléculas de RNA de cadeia dupla curtas envolvidas na regulação do gene através da interferência do RNA.Carboxi-terminal-uma extremidade de uma proteína ou polipeptídeo que contém um grupo carboxilo livre ligado ao átomo Alfa-carbono do aminoácido., A outra extremidade do polipéptido é chamada de N-terminus ou amino-terminus.

Quiz

1. Qual destas polimerases de RNA catalisa a formação de RNA mensageiro (mRNA)?
A. RNAP I
B. RNAP II
C. RNAP III
D. RNAP V

3. Qual deles está presente durante a iniciação da transcrição procariótica?
A. factor Sigma
B. Factor de transcrição II A
C. Factor de transcrição II b
D. Factor de transcrição II D