mtRNAP

RNA Polimerase Mitocondrial

(mtRNAP)

PDB: 3PSA

Alessandra Piovan e Gabriel Cenachi

O que é uma RNA polimerase?

• Enzima complexa envolvida na síntese de RNA a partir da molécula de DNA.

• Responsável pela síntese de

todos os tipos de RNA:

– rRNA

– mRNA

– tRNA

– Entre outros[1][2][3][11]

• Nos eucariontes, pode ser dos tipos I, II ou III,

diferenciando-se pelo tipo de RNA que sintetiza.[3][11]

Representação do processo de transcrição (RNAP em azul)

O que faz? • Transcrição do DNA com o auxílio inicial de alguma

proteína, ou fator.

• Catalisa as ligações fosfodiéster (ligação entre ribonucleotídeos)

• Abre a dupla hélice do DNA, expondo suas bases nitrogenadas para permitir seu pareamento [1][2][3]

• Sendo a responsável pelo processo de transcrição, formando o RNA, e este pela síntese das proteínas nas células, não há como se negar a sua importância!

Por que escolhemos a RNA polimerase?

Vídeo ilustrativo sobre o processo de transcrição [10]

Clique sobre o vídeo para entender melhor o processo de transcrição!

Mitocondrial? • A mitocôndria é essencial às células eucarióticas

(produção de ATP) e possui DNA e RNA próprios.

• Se compararmos a estrutura da RNA polimerase celular à mitocondrial, há pouco menos de 10% de semelhança – também são incompatíveis![4][5][7]

Mitocôndria[12]

• A mtRNAP é formada por uma cadeia principal, com 1134 resíduos (49% de alfa-hélices e 6% de folhas beta); e uma pequena cadeia polipeptídica com 9 resíduos.[1]

• A mtRNAP, como qualquer RNAP, possui alta mobilidade, mudando de conformação inúmeras vezes ao percorrer a molécula de DNA abrindo sua dupla hélice para a síntese da fita de RNA.[1]

Estrutura

.

Estrutura cristalizada da RNA polimerase mitocondrial humana[4]

• A mtRNAP precisa dos fatores TFAM e TFB2M para se ligar fracamente à dupla hélice do DNA e separá-la em duas fitas.

• Possui estrutura similar à do bacteriófago T7 (vírus):[8]

– Amino-terminal responsável pela ligação com o DNA

– Carboxi-terminal catalítico

– Enovelado pentatricopeptídico

– Extensão N-terminal flexível

Representação da T7 RNAP produzindo mRNA [9]

• O estudo desta enzima garante o entendimento da síntese de RNA e, consequentemente, da manutenção dos organismos vivos!

• A incompatibilidade entre a mtRNAP e a RNAP celular é mais uma evidência de simbiose entre células eucariotas e procariotas num passado remoto.

Aplicações e Implicações do conhecimento da estrutura da mtRNAP

• A discreta semelhança entre a estrutura da mtRNAP e o bacteriófago T7 pode ser evidência de outra interação: a do vírus com a bactéria que daria origem à mitocôndria!*

• Os vírus trocam informação genética diretamente com os organismos vivos, podendo adicionar genes virais ao hospedeiro e até tornar-se parte fundamental de seu material genético![13]

* Suposição da dupla

Referências [1] http://www.rcsb.org/pdb/101/motm.do?momID=40

[2] http://rnapolymerase.com/

[3] http://www.rc.unesp.br/ib/bioquimica/transcricao.pdf

[4] http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=3SPA

[5] http://www.rcsb.org/pdb/explore.do?structureId=2e2i

[6] http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureId=4RNP

[7] http://ffas.sanfordburnham.org/ffas-cgi/cgi/pair_aln.pl?ses=&rv=&lv=

[8] http://www.nature.com/emboj/journal/v17/n14/abs/7591110a.html

[9] http://en.wikipedia.org/wiki/File:T7_RNA_polymerase.jpg

[10] http://www.youtube.com/watch?v=SMtWvDbfHLo

[11] http://oregonstate.edu/instruction/bb492/lectures/RegulationIV.html

[12] http://www.brasilescola.com/biologia/mitocondrias.htm

[13] Scientific American Brasil – VILLAREAL, Luiz P. Ameaça Fantasma. 2005.