Uma introdução à transcrição de DNA
Uma ilustração da RNA Polimerase II transcrevendo DNA em RNA. selvanegra / Getty Images
O DNA consiste em quatro nucleotídeo bases que são pareadas para dar ao DNA sua dupla helicoidal forma. Essas bases são: adenina (A) , guanina (G) , citosina (C) , e timina (T) . Adenina combina com timina (NO) e pares de citosina com guanina (CG) . As sequências de bases nucleotídicas são as Código genético ou instruções para a síntese de proteínas.
Existem três etapas principais para o processo de transcrição de DNA:
ADN é transcrita por uma enzima chamada RNA polimerase. Sequências de nucleotídeos específicas dizem à RNA polimerase onde começar e onde terminar. A RNA polimerase se liga ao DNA em uma área específica chamada região promotora. O DNA na região promotora contém sequências específicas que permitem que a RNA polimerase se ligue ao DNA.
Certas enzimas chamadas fatores de transcrição desenrolam a fita de DNA e permitem que a RNA polimerase transcreva apenas uma única fita de DNA em um polímero de RNA de fita simples chamado RNA mensageiro (mRNA). A fita que serve como molde é chamada de fita antisense. A fita que não é transcrita é chamada de fita sense.
Assim como o DNA, RNA é composto por bases nucleotídicas. O RNA, no entanto, contém os nucleotídeos adenina, guanina, citosina e uracila (U). Quando a RNA polimerase transcreve o DNA, a guanina se emparelha com a citosina (G-C) e pares de adenina com uracila (PARA O) .
A RNA polimerase se move ao longo do DNA até atingir uma sequência terminadora. Nesse ponto, a RNA polimerase libera o polímero de mRNA e se separa do DNA.
Transcrição em células procarióticas e eucarióticas
Micrografia eletrônica de transmissão colorida de ácido desoxirribonucleico, (DNA rosa), transcrição acoplada com tradução na bactéria Escherichia coli. Dra. Elena Kiseleva/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Getty Images
Embora a transcrição ocorra em ambos células procarióticas e eucarióticas , o processo é mais complexo em eucariotos. Em procariontes, como bactérias , o DNA é transcrito por uma molécula de RNA polimerase sem o auxílio de fatores de transcrição. Nas células eucarióticas, os fatores de transcrição são necessários para que a transcrição ocorra e existem diferentes tipos de moléculas de RNA polimerase que transcrevem o DNA dependendo do tipo de RNA polimerase. genes . Genes que codificam proteínas são transcritos pela RNA polimerase II, os genes que codificam para RNAs ribossomais são transcritos pela RNA polimerase I e os genes que codificam para RNAs de transferência são transcritos pela RNA polimerase III. Além disso, organelas tal como mitocôndria e cloroplastos têm suas próprias RNA polimerases que transcrevem o DNA dentro dessas estruturas celulares.
Da transcrição à tradução
Número 1: Síntese de mRNA a partir de DNA no núcleo. 2 O mRNA decodifica o ribossomo pela ligação de sequências de anticódons de tRNA complementares aos códons do mRNA. 3-5 ribossomos sintetizam proteínas no citoplasma. ttsz/iStock/Getty Images Plus
Dentro tradução , a mensagem codificada no mRNA é convertida em uma proteína. Desde proteínas são construídos no citoplasma da célula, o mRNA deve atravessar a membrana nuclear para atingir o citoplasma em células eucarióticas. Uma vez no citoplasma, ribossomos e outra molécula de RNA chamada RNA de transferência trabalham juntos para traduzir o mRNA em uma proteína. Esse processo é chamado tradução . As proteínas podem ser fabricadas em grandes quantidades porque uma única sequência de DNA pode ser transcrita por muitas moléculas de RNA polimerase de uma só vez.
Transcrição reversa
O DNA é transcrito e traduzido para produzir proteínas. A transcrição reversa converte RNA em DNA. ttsz/iStock/Getty Images Plus
Dentro Transcrição reversa , o RNA é usado como molde para produzir DNA. A enzima transcriptase reversa transcreve o RNA para gerar uma única fita de DNA complementar (cDNA). A enzima DNA polimerase converte o cDNA de fita simples em uma molécula de fita dupla. Replicação do DNA . Especial vírus conhecidos como retrovírus usam transcrição reversa para replicar seus genomas virais. Os cientistas também usam processos de transcriptase reversa para detectar retrovírus.
As células eucarióticas também usam transcrição reversa para estender as seções finais de cromossomos conhecidos como telômeros. A enzima telomerase transcriptase reversa é responsável por esse processo. A extensão dos telômeros produz células resistentes a apoptose , ou morte celular programada, e tornam-secanceroso.A técnica de biologia molecular conhecida como reação em cadeia da polimerase de transcrição reversa (RT-PCR) é usado para amplificar e medir RNA. Como o RT-PCR detecta a expressão gênica, ele também pode ser usado para detectar câncer e auxiliar no diagnóstico de doenças genéticas.