RNA polimerase DNA-dependente
Resumo
A RNA polimerase DNA-dependente é a enzima responsável por sintetizar RNA a partir de um molde de DNA, catalisando a transcrição tanto em procariotos quanto em eucariotos. Nos eucariotos, três polimerases distintas (I, II, III) transcrevem diferentes classes de RNA, enquanto os procariotos usam uma única enzima com múltiplas subunidades. Essa enzima é um alvo fundamental de antibióticos (p. ex., rifampicina) e é essencial para a expressão gênica.
Detalhes
A RNA polimerase DNA-dependente catalisa a síntese de RNA usando um molde de DNA na direção 5'→3', lendo a fita molde 3'→5', sem necessidade de primer (ao contrário da DNA polimerase). Ela desenrola o DNA localmente para criar uma bolha de transcrição e adiciona ribonucleotídeos complementares ao molde de DNA, incorporando uracila no lugar de timina.
Nos procariotos, uma única RNA polimerase core (subunidades: 2α, β, β', ω) associa-se a um fator sigma para reconhecer sequências promotoras (p. ex., regiões -10 e -35) e iniciar a transcrição. A rifampicina e as rifamicinas inibem a RNA polimerase bacteriana ao se ligarem à subunidade β, o que a torna um alvo antibiótico clinicamente importante (usada no tratamento da tuberculose).
Os eucariotos têm três RNA polimerases nucleares com funções distintas: - RNA Pol I: sintetiza a maior parte do rRNA (28S, 18S, 5,8S) no nucléolo - RNA Pol II: sintetiza mRNA e snRNA; requer um promotor (caixa TATA), usa fatores gerais de transcrição (o TFIID liga-se à caixa TATA), e o produto recebe cap (cap de 5' metilguanosina) e poliadenilação (cauda poli-A 3'); é sensível à α-amanitina (encontrada em cogumelos Amanita phalloides), causando hepatotoxicidade grave - RNA Pol III: sintetiza tRNA, rRNA 5S e outros pequenos RNAs; é mais sensível a doses altas de α-amanitina
Mnemônico para a sensibilidade à α-amanitina: "3 is for mRNA, 1 is for rRNA, 2 is for tRNA" — na verdade, lembra-se que a Pol I produz rRNA (I antes de mRNA em ordem alfabética... não é sensível à amanitina), a Pol II produz mRNA (muito sensível — alvo da intoxicação por cogumelos), a Pol III produz tRNA (moderadamente sensível).
Relevância clínica: o mecanismo da rifampicina é muito cobrado nos esquemas de tratamento de tuberculose/hanseníase; a toxicidade da α-amanitina é uma questão clássica de toxicologia/farmacologia envolvendo intoxicação por cogumelos que leva a insuficiência hepática fulminante devido à inibição da RNA Pol II e à interrupção da síntese proteica. As mitocôndrias têm sua própria RNA polimerase distinta (que não é uma das três nucleares), importante para entender a expressão gênica mitocondrial e os padrões de herança.
Fontes
- First Aid for the USMLE Step 1
- Lippincott's Illustrated Reviews: Biochemistry
- Molecular Biology of the Cell (Alberts et al.)
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