Questão de Biologia — Moléculas, células e tecidos — INSTITUTO AOCP 2025

Expressão gênica: diferenças entre procariotos e eucariotos

Gabarito: letra E. A alternativa correta descreve com precisão uma diferença central entre os dois grupos: nos eucariotos, a RNA polimerase II depende de um conjunto de fatores de transcrição gerais (GTFs) para formar o complexo de pré-iniciação e se ligar ao promotor, enquanto nos procariotos a RNA polimerase é guiada ao promotor principalmente pelo fator sigma. Essa distinção é amplamente documentada na literatura de biologia molecular.

A expressão gênica envolve a transcrição (DNA → RNA) e a tradução (RNA → proteína). Embora o processo geral seja semelhante, há diferenças marcantes entre procariotos e eucariotos, especialmente quanto à maquinaria de transcrição, ao processamento do RNA e ao acoplamento entre transcrição e tradução.

Nos procariotos, uma única RNA polimerase sintetiza todos os tipos de RNA (mRNA, rRNA, tRNA). Essa enzima, na forma de holoenzima, contém o fator sigma, que reconhece sequências específicas do promotor (regiões -35 e -10) e direciona a enzima para o local correto de início da transcrição. Após a iniciação, o fator sigma se dissocia e a RNA polimerase prossegue com o alongamento.

Nos eucariotos, existem três RNA polimerases distintas: RNA pol I (sintetiza rRNA), RNA pol II (sintetiza mRNA e alguns ncRNAs) e RNA pol III (sintetiza tRNA e rRNA 5S). A RNA pol II, responsável pela transcrição dos genes que codificam proteínas, não se liga diretamente ao promotor. Ela é recrutada por um conjunto de fatores de transcrição gerais (GTFs), como TFIID, TFIIB, TFIIH, que reconhecem elementos do promotor (como a caixa TATA) e montam o complexo de pré-iniciação. Essa é a base da alternativa E.

Outra diferença crucial é o acoplamento entre transcrição e tradução. Em procariotos, como não há núcleo, a transcrição e a tradução ocorrem simultaneamente no citoplasma: o ribossomo começa a traduzir o mRNA enquanto ele ainda está sendo sintetizado. Em eucariotos, a transcrição ocorre no núcleo e a tradução no citoplasma, sendo processos separados espacial e temporalmente. Além disso, o RNA mensageiro eucariótico precisa passar por processamento (splicing, adição de cap 5' e cauda poli-A) antes de ser exportado para o citoplasma.

A terminação da transcrição também difere: em procariotos, frequentemente envolve estruturas em hairpin (terminação independente de rho) ou a proteína rho; em eucariotos, a terminação da RNA pol II está associada a sinais de poliadenilação (sequência AAUAAA) e ao processamento da extremidade 3'.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Inverte a realidade: são os procariotos que possuem uma única RNA polimerase, enquanto os eucariotos possuem três (I, II e III). A alternativa afirma o contrário, trocando os grupos.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Afirma que em procariotos a transcrição e a tradução são separadas espacial e temporalmente, e que em eucariotos são acopladas. É exatamente o oposto: em procariotos, os processos são acoplados (ocorrem simultaneamente no citoplasma); em eucariotos, são separados (transcrição no núcleo, tradução no citoplasma).

Alternativa C — ❌ Incorreta

Confunde os mecanismos de terminação. Em procariotos, a terminação pode ser dependente de rho ou independente de rho (estruturas em hairpin). Em eucariotos, a terminação da RNA pol II está associada à sequência AAUAAA (sinal de poliadenilação) e ao processamento da extremidade 3'. A alternativa inverte os grupos: atribui o sinal rho aos eucariotos e a sequência AAUAAA aos procariotos.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Afirma que a transcrição em eucariotos produz RNA maduro diretamente, sem processamento, e que em procariotos o RNA pré-mensageiro é extensivamente processado. É o contrário: em eucariotos, o RNA pré-mensageiro passa por processamento (remoção de íntrons, cap 5', cauda poli-A); em procariotos, o mRNA é geralmente funcional logo após a transcrição, sem processamento extenso.

Alternativa E — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Descreve corretamente a diferença na iniciação da transcrição: eucariotos requerem fatores de transcrição gerais (GTFs) para formar o complexo de pré-iniciação e recrutar a RNA polimerase II ao promotor; procariotos dependem principalmente do fator sigma para guiar a RNA polimerase ao promotor. Essa é uma diferença fundamental e bem estabelecida.

Gabarito: letra E.