Introdução à Genética
Iniciação da transcrição em eucariotos
transcrição será colocada à margem até o Capítulo 12, tendo em vista que
focamos nos eventos que ocorrem após a RNA polimerase II ter o acesso
ao molde de DNA.
Iniciação da transcrição em eucariotos
Como declarado anteriormente, a transcrição tem início em procariotos quando a subunidade σ da holoenzima RNA polimerase reconhece as regiões —10 e —35 no promotor de um gene. Após o início da transcrição, a subunidade σ se dissocia e o cerne da polimerase continua a sintetizar o RNA dentro de uma bolha de transcrição que se movimenta ao longo do DNA. De modo semelhante, em eucariotos, o cerne da RNA polimerase II também não consegue reconhecer sequências promotoras por si próprio. Entretanto, contrariamente às bactérias, nas quais o fator σ é uma parte integrante da holoenzima polimerase, os eucariotos necessitam de GTF para se ligar às regiões no promotor antes da ligação do cerne da enzima.
FIGURA 8.11 A transcrição e a tradução ocorrem no mesmo compartimento celular em procariotos, mas em compartimentos diferentes nos eucariotos. Além disso, contrariamente aos transcritos de RNA procarióticos, os transcritos eucarióticos são submetidos a um extensivo processamento antes que possam ser traduzidos em proteínas.
O início da transcrição em eucariotos apresenta algumas características que
são reminiscentes do início da replicação do DNA nas origens de replicação.
Relembre do Capítulo 7 que proteínas que não são parte do replissomo iniciam a montagem da máquina de replicação. A proteína DnaA em E. coli e o complexo de reconhecimento da origem (ORC) em leveduras, por exemplo, primeiramente reconhecem e se ligam à origem nas sequências de DNA. Essas proteínas atuam para atrair proteínas de replicação, incluindo a DNA polimerase III, por meio de interações proteína–proteína. De modo semelhante, GTF, que não participam da síntese de RNA, reconhecem e se ligam às sequências no promotor ou a outros GTF e atuam para atrair o cerne da RNA polimerase II e posicioná-lo no sítio correto a fim de iniciar a transcrição. Os GTF são designados TFIIA, TFIIB e assim por diante (em referência a transcription factor of RNA polymerase II, fator de transcrição da RNA polimerase II, em inglês).
Os GTF e o cerne da RNA polimerase II constituem o complexo de pré-
iniciação (PIC; do inglês, preinitiation complex). Esse complexo é consideravelmente grande: ele contém seis GTF, cada um dos quais é um complexo multiproteico, mais o cerne da RNA polimerase II, que é composto por uma dúzia ou mais de subunidades proteicas. A sequência de aminoácidos de algumas das subunidades do cerne da RNA polimerase II é conservada desde leveduras até seres humanos. Essa conservação pode ser dramaticamente demonstrada por meio da substituição de algumas subunidades de RNA polimerase II de levedura por suas correspondentes humanas para formar um complexo de RNA polimerase II quimérico (denominado em referência a uma criatura da mitologia grega que lançava fogo e que apresentava uma cabeça de leão, um corpo de cabra e uma cauda de serpente). Esse complexo de RNA polimerase II quimérico é totalmente funcional em leveduras.
Assim como os promotores procarióticos, os promotores eucarióticos estão
localizados no lado 5′ (upstream) do sítio de início da transcrição. Quando regiões promotoras eucarióticas de diferentes espécies são alinhadas, com frequência pode-se observar que a sequência TATA está localizada a aproximadamente 30 pares de bases (—30 pb) do local de início da transcrição
(Figura 8.12). Essa sequência, denominada TATA boxe, é o sítio do primeiro evento na transcrição: a ligação da proteína de ligação a TATA (TBP; do inglês, TATA-binding protein). A TBP é parte do complexo TFIID, um dos seis GTF. Quando ligada ao TATA boxe, a TBP atrai outros GRF e o cerne da RNA polimerase II para o promotor, formando, assim, o PIC. Após o início da transcrição, a RNA polimerase II se dissocia da maior parte dos GTF para alongar o transcrito primário de RNA. Alguns dos GTF permanecem no promotor para atrair o próximo cerne de RNA polimerase. Assim, diversas enzimas RNA polimerase II podem sintetizar simultaneamente transcritos de um único gene.
Como o cerne da RNA polimerase II é capaz de se separar dos GTF e iniciar
a transcrição? Embora os detalhes desse processo ainda estejam sendo analisados, sabe-se que a subunidade β da RNA polimerase II contém uma cauda proteica, denominada domínio carboxi-terminal (CTD; do inglês, carboxy terminal domain), que desempenha um papel-chave. O CTD está estrategicamente localizado próximo ao sítio no qual o RNA nascente surgirá a partir da polimerase. A fase de iniciação termina e a fase de alongamento tem início após o CTD ter sido fosforilado por um dos GTF. Acredita-se que essa fosforilação de algum modo enfraqueça a ligação da RNA polimerase II com outras proteínas do PIC e possibilite o alongamento. O CTD também participa em diversas outras fases críticas da síntese e do processamento do RNA.