Os fatores de transcrição têm uma grande influência na regulação de seus genes e, portanto, na funcionalidade de suas células. Aqui explicamos como funciona a regulação genética e quais são os diferentes fatores de transcrição.
Este artigo é sobre o primeiro passo na biossíntese de proteínas, a chamada transcrição. Explicamos a você como funciona a transcrição, quais enzimas estão envolvidas nela e tudo o mais que é importante.
Fatores de transcrição simplesmente explicados
Fatores de transcrição (TF) são proteínas especiais em células eucarióticas que são responsáveis por ligar e desligar certas seções do DNA (= genes). Isso é o que vocês chamam de regulação genética .
Mais especificamente, como o próprio nome sugere , os fatores de transcrição controlam a transcrição durante a biossíntese de proteínas . Essa etapa é responsável por transcrever a informação genética do DNA em um RNA de fita simples ( mRNA = RNA mensageiro). O RNA mensageiro pode então ser traduzido em proteínas na tradução subsequente .
Você distingue entre fatores de transcrição gerais e específicos . Fatores gerais de transcrição estão presentes em todas as células e são necessários para que a transcrição comece. Os fatores de transcrição específicos, por outro lado, ocorrem apenas em determinadas células e mostram à enzima responsável pela transcrição ( RNA polimerase ) quais genes devem ser lidos. Definição de fatores de transcrição
Fatores de transcrição são proteínas que permitem e controlam a transcrição de eucariotos durante a biossíntese de proteínas. É feita uma distinção entre fatores de transcrição gerais e específicos.
Como você provavelmente sabe, a informação genética dos seres vivos está em seus ADN salvou. Mais precisamente, a expressão de várias características de um ser vivo (como a cor de seus olhos) é determinada por certas seções do DNA. Essas seções de DNA são chamadas de genes.
A sequência de bases nesta seção do DNA forma uma espécie de “projeto” para uma proteína enzimática muito específica. Essa proteína enzimática então controla várias reações no corpo que resultam na expressão de uma característica.
O descreve como uma proteína é formada com base na sequência de bases no DNA biossíntese de proteínas. Consiste em duas fases: transcrição, a “transcrição” da informação genética em sua forma de transporte e tradução, a “tradução” da sequência de bases do mRNA na sequência de aminoácidos de uma proteína. Neste artigo, analisamos detalhadamente a transcrição.
Transcrição – simplesmente explicado!
- A transcrição é a “reescrita” do DNA em sua forma de transporte, o mRNA. A transcrição é o primeiro passo da biossíntese de proteínas.
- A fita codogênica do DNA é lida pela RNA polimerase, resultando em uma única fita de RNA cuja sequência de bases é complementar à da fita de DNA. No RNA a base uracila ocorre em vez de timina.
- Certas sequências de bases no DNA determinam os pontos inicial e final do DNA. Essas sequências de bases são chamadas de promotores e terminadores.
- Em procariontes, uma fita de mRNA contém vários genes, em eucariotos apenas um.
- Em procariontes, o tradução imediatamente após a transcrição, uma vez que os procariontes não núcleo Ter.
- Em eucariotos, o pré-mRNA produzido pela transcrição deve ser convertido em mRNA (processamento), que deixa o núcleo. Só então ela pode tradução tomar lugar.
- Durante o processamento, os íntrons que não contêm nenhuma informação para a síntese de uma proteína são removidos (splicing). Além disso, o mRNA é capeado na extremidade 5′ e com cauda poli-A na extremidade 3′.
Definição de Transcrição
A transcrição é a “transformação” do DNA em sua forma de transporte, mRNA (RNA mensageiro). Isso é necessário porque nenhuma proteína pode ser sintetizada diretamente no DNA. A informação no DNA é então copiada para o mRNA e pode assim ser transportada.
O processo de transcrição é muito semelhante ao Replicação do DNA. A grande diferença entre replicação e transcrição é que a replicação cria uma cópia da fita dupla de DNA enquanto a transcrição cria uma fita simples de RNA. Este contém a informação de uma seção de DNA, não de todo o DNA.
Como funciona a transcrição?
A transcrição segue os seguintes passos:
- A enzima RNA polimerase se liga ao DNA em uma sequência específica de bases chamada promotor.
- A fita dupla de DNA é desenrolada e aberta pela RNA polimerase.
- A fita codogênica é lida na direção 3′ -> 5′. O promotor indica qual das duas fitas de DNA é codogênica e em que direção é lida.
- A RNA polimerase liga os blocos de construção do RNA ATP, GTP, CTP e UTP entre si. Esses blocos de construção são trifosfatos de nucleosídeos, cada um contendo um dos nucleo bases a RNA contêm: adenina, guanina, citosina ou uracilo. Esses “blocos de construção” de RNA estão ligados complementares à fita codogênica do DNA. Ao se ligar, dois grupos fosfato (pirofosfato) são separados. Isso cria uma fita de RNA cuja sequência de bases corresponde à sequência da chamada fita de código na direção 5′ -> 3′. A exceção é que no RNA a base uracila ocorre em vez de timina.
- A RNA polimerase se separa do DNA em uma sequência de bases específica chamada de terminador. A transcrição está agora concluída.
O regulamento do gene do fator de transcrição
Para que seu corpo seja totalmente funcional, as proteínas devem ser produzidas exatamente no momento certo e nas células certas. Isso é o que vocês chamam de regulação genética ; ou seja, a ativação ou desativação de certos genes conforme necessário.
Algumas enzimas e proteínas estruturais são constantemente necessárias nas células (por exemplo, enzimas para a quebra da glicose ), outras proteínas são necessárias apenas em situações especiais, como durante a proliferação. Para conseguir isso, seu corpo pode intervir na produção de proteínas em determinados pontos.
Os fatores de transcrição influenciam o nível de transcrição , ou seja, eles decidem quais genes devem ser transcritos e quais não devem. Eles também podem afetar a velocidade de transcrição.
Classificação dos fatores de transcrição
Como você já sabe, você pode distinguir entre dois tipos diferentes de fatores de transcrição: os fatores de transcrição gerais (basais) e os especiais . Ambas as proteínas têm em comum que interagem com o próprio DNA ou com outras proteínas de ligação ao DNA.
Fatores de transcrição gerais (basais)
Vamos começar com os fatores de transcrição gerais (basais). Eles estão igualmente presentes em todas as células e são importantes para o início da transcrição. Os fatores gerais de transcrição intervêm assim na fase de iniciação (iniciação = introdução, início) da transcrição.
Os genes eucarióticos possuem seções específicas – os chamados promotores – que atuam como a região inicial para a transcrição. No entanto, a enzima responsável pela transcrição, a RNA polimerase , não pode se ligar à região inicial por conta própria. Isso só é possível depois que vários fatores de transcrição se acumulam lá. Eles “ajudam” a polimerase a encontrar o promotor. Só então os respectivos genes podem ser lidos.
Em detalhes , a coisa toda funciona da seguinte forma:
Primeiro, o fator de transcrição geral TFIID (TF = fator de transcrição; II = RNA polimerase 2; D = o nome do fator) liga-se à chamada caixa TATA. Com isso você quer dizer uma região no promotor com uma alta proporção das bases adenina e timina. A ligação do TFIID ao DNA faz com que a estrutura da proteína e o DNA mudem. Isso cria novos “locais de ancoragem” para outros fatores de transcrição basais (TFII, TFIIA), resultando em um chamado complexo de transcrição. Só então a RNA polimerase II pode se acoplar ao promotor junto com outro fator de transcrição (TFIIF). Em seguida, são adicionados mais dois fatores de transcrição (TFIIE e TFIIH).
No geral, é formado um complexo composto por 6 fatores de transcrição diferentes e RNA polimerase. Você também pode chamá-lo de complexo de pré -iniciação . Só então a transcrição pode começar.
Fatores de transcrição específicos
Vamos continuar com os fatores de transcrição específicos. Eles contribuem para a especialização das células eucarióticas durante o seu desenvolvimento. Todos os genes estão presentes em todas as células, mas sua “carreira” é influenciada por quais genes são expressos, quando e em que quantidade.
Fatores de transcrição específicos são encontrados apenas em certos tipos de células nos quais eles deveriam ativar ou reprimir um gene específico. Isso funciona, por exemplo, ligando-se a certas seções de DNA e sendo capaz de regular a velocidade de transcrição (taxa de transcrição) por meio de uma interação com a RNA polimerase.
Algumas seções são reguladores positivos (=aumento de velocidade). Você os chama de potenciadores . Eles podem se ligar aos fatores de transcrição (também proteínas ativadoras). Outros elementos de DNA, por outro lado, são reguladores negativos (=reduzem a velocidade). Você os chama de silenciadores , aos quais as proteínas repressoras podem “acoplar”.
No entanto, os intensificadores ou silenciadores geralmente estão longe da sequência de base a ser traduzida. Portanto, uma espécie de alça se forma no DNA para permitir a interação com o complexo RNA polimerase.
Numerosos fatores de transcrição estão frequentemente envolvidos na regulação de um gene, cuja combinação influencia a taxa de transcrição. Por exemplo, os glóbulos vermelhos imaturos na medula óssea produzem uma proteína específica (β-globina) que não é produzida nos glóbulos brancos imaturos. Isso ocorre porque certos fatores de transcrição estão ausentes ou inativos.
Transcrição em procariontes e eucariontes
A transcrição ocorre em procariontes (microrganismos sem núcleo) e eucariotos (seres vivos com núcleo) do mesmo jeito. No entanto, existem diferenças nos processos que ocorrem logo após a transcrição.
Em procariontes, o tradução ocorre logo após a transcrição. Como os procariontes não núcleo tem, o mRNA não precisa ser extraído do núcleo ser transportado. A tradução pode até começar antes que a transcrição esteja completa. Em procariontes, uma fita de mRNA contém vários genes.
Em eucariotos, o tradução não inicie imediatamente após a transcrição. Os genes eucarióticos são compostos de exons e íntrons alternados. Os éxons são seções de codificação de genes, enquanto os íntrons não contêm informações para a formação de uma proteína. Esses genes, compostos de éxons e íntrons, são chamados de genes de mosaico. Com a transcrição a coisa toda se torna gene lido e o chamado pré-mRNA é criado. Em seguida, ocorre o chamado processamento, cujo resultado é o mRNA, que consiste apenas em éxons. O processamento consiste em três operações:
- Um nucleotídeo especial, chamado cap, é adicionado à extremidade 5′ do pré-mRNA. Ela os protege RNAantes da degradação enzimática.
- Splicing: Os íntrons são cortados do pré-mRNA e os éxons são unidos por enzimas.
- Uma cauda de poliadenina consistindo de 100 a 200 nucleotídeos de adenina está ligada à extremidade 3′ do pré-mRNA. Impede que várias fitas de RNA se unam.
O mRNA já está disponível. Ela sai núcleo, para que tradução nocitoplasma pode acontecer. Em eucariotos, uma fita de mRNA contém um gene.