Transcrição do ADN
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
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
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:
- Quando a iniciar a transcrição
- Que fita de ADN é para ser lida
- 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
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