ARN
Transcripción (Salazar, 2016)
ADN tiene que expresar la información genética.
La transcripción es la síntesis de ARN complementario a una hebra de ADN plantilla, solo cambiando la Timina por Uracilo.
El pedazo que se copia del ADN son los genes: secuencias de nucleótidos que tienen la información para sintetizar ARN.
Se sitúan en cada cromosoma ubicado en un locus.
Este paso es necesario para la producción de proteínas.
Bibliografía:
Estructura de un gen (Salazar, 2016).
En procariotas: organizados en operones: grupo de genes transcritos juntos, pueden producir un o varios producto final.
En eucariotas: son unidades transcripcionales monocistrónicas: solo un producto. Formados por secuencias regulatorias y codificantes. El sitio de inicio de transcripción: +1.
Corriente abajo: su numeración crece mientras se codifica en dirección 3´, tiene secuencias codificantes.
Corriente arriba: en el extremo 5´ se numera -1. Tiene regiones regulatorias.
Los intrones: regiones no codificantes, que son cortados del ARNm o ARNhn.
Los exones: regiones codificantes, se arreglan y producen diferentes proteínas.
Promotores: secuencia regulatoria de ADN, que no se codifica pero es indispensable.
Factores transcripcionales (TF): son proteínas que se unen al promotor, silenciador o potenciador, para regular la tasa de transcripción.
Promotor basal: secuencia mínima para la unión de la maquinaria basal y ARN polimerasa II.
Inr: región iniciador entre -3 y +5.
Caja TATA: tiene 8 bp de A y T, ubicados entre -31 a -25 en el extremo 5´.
DPR: elemento ubicado en +28 a +32 y está en promotores TATA menos.
Secuencias amplificadoras: secuencias pequeñas que fomentan la transcripción del gen al cooperar con otras secuencias o al superenrollar el promotor basal y aumenta la unión de TF: acercamiento físico que favorece la transcripción.
Procariotas: promotores basales fuertes, ya que la maquinaria se les une de forma eficaz y su tasa es elevada.
Eucariotas: sus promotores son débiles. Necesitan:
Promotores proximales: ubicados a menos de 200 pb corriente arriba son cajas GC, CAAT y el octámero. Son buscados por factores transcripcionales.
Promotores distales: localizados a más de 200 pb corriente arriba y también hay corriente abajo.
Silenciadores: modifican la estructura de la cromatina, llaman factores transcripcionales represores, evita la maduración de ARNhn o creando señales que bloquean la expresión genética. Todo esto para impedir la transcripción.
Elementos de regulación negativa
Elementos silenciadores
Secuencia aisladoras: bloquean señales de los potenciadores o silenciadores.
Tipos de ARN polimerasa (Salazar, 2016)
ARN pol I: está en el nucleolo y transcribe genes para ARNr 45S.
ARN pol II: en el nucleoplasma sintetizando ARNhn. Tiene subunidades:
Grande: dominio terminal carboxilo, que es importante para todo el proceso.
El de reconocimiento.
Sitio catalítico.
ARN pol III: en el nucleoplasma y sintetiza ARNr 5S, ARNt y ARN pequeño.
Generales o basales: necesarios para el inicio en los promotores, se unen al ARN pol, tomando su nombre (TF I, II o III).
Inducibles: su función es regular y unirse a los promotores distales, activándose por un estímulo.
Preinicio: se une la proteína TFIID a la caja TATA, introducida como la proteína de unido especifica de TATA (TBP). Esta se une al ADN en un surco menor, deformándolo pero no separa las hebras. Si se carece de caja TATA, la TBP se asocia a otras proteínas de reconocimiento. TFIID esta formado por: TBP y 11 TAF, los TAF puede reconocer promotores basal o distales y son necesarios para unir el complejo mediador de la unidad transcripcional.
La TFIIA controla la unión TBP ADN y deja que TIIFD reconozca el extremo 5´.
TFIIB se une al TBP y da más superficie para el ARN pol II.
TFIIF une el ARN pol II al complejo.
TFIIH actúa como helicasa y permite el anclaje de la ARN pol II. La burbuja se origina en el sitio de unión de ARN pol II.
Elongación: necesita TFIIE y TFIIH para iniciar su movimiento, tiene actividades ATPasa, helicasa y cinasa. Se fosforila el dominio CTD de la polimerasa, liberándola del promotor. Se va desenrollando el ADN mientras la polimerasa se mueve y añade los nucleótidos con enlaces covalentes en el extremo 3´, creando un hibrido ADN-ARN.
Terminación: se debe a la secuencia rica en GC, una señal de poliadenilación. Se deja de añadir nucleótidos y la burbuja desaparece, desintegrando el hibrido y soltando el ARN pol II.
Producto: transcrito primario o ARNhn.
Tiene que procesarse antes de salir del núcleo:
El extremo 5´se cambia cuando el ARN ya tiene 20-50 nucleótidos: se elimina un grupo fosfato por la enzima ARN trifosfata, se añade una guanina por la enzima guanilil transferasa y se metila por la enzima metil transferasa. Todas enzimas son llamadas por el factor de elongación hSPT5 unido al CTD de la polimerasa. El 7-metil-guanosina se une a la cadena en un enlace entre C5´-C5´de las ribosas.
La adición de la cola poli A: el CTD llama las enzimas para la poliadenilación: los complejos proteicos, factores estimulante de la escisión y el factor especifico de poliadenilación y escisión se transfieren al ARNhn y lo dividen. La poli-A polimerasa añada 200 residuos de adenina al extremo 3´, solo a ARN producida por ARN pol II. La polimerasa sigue añadiendo nucleótidos antes de cerrar la burbuja.
Corte y empale: remueve los intrones y une los exones. Esto puede pasar de varias formas por lo que hay variantes de ARNm.
Las enzimas ayustosoma (150 proteínas y 5 ARNsn) U1 y U2 reconocen la secuencia donante 5´ y el sitio de ramificación (en intrones).
Hay un ataque nucleófilo al enlace fosfodiéster desde el sitio de ramificación por una Adenina a una Guanina del 5´donante. Se forma un nuevo enlaces fosfodiéster y un lazo intrónico.
El sitio donante 5´ ataca al sitio receptor 3´: unión los exones (intermediada por U5) y soltando el lazo. El ayustosoma es reciclado por la CTD a través de TAT-SF1.
Edición: solo en ciertos genes.
Desaminación oxidativa de una Citosina metilada para convertir el codón CAA en un codón de paro UAA. Pasa en el ARNm sintetizado en el hígado.
Cambio de aminoácido adenina por ioniza, para unirse a una citosina.
Salazar, A., Sandoval, A., & Armendáriz , J. (2016). Biología Molecular. México: Mc Graw Hill, pp. 44-52.
Curiosoando.com. (13 junio, 2018). Relación entre gen, alelos y locus. [Imagen]. Obtenido de: https://curiosoando.com/que-es-un-locus-genetico#&gid=1&pid=1
Khan Academy. (s.f.). Empale de ARN. [Imagen]. Obtenido de: https://es.khanacademy.org/science/ap-biology/gene-expression-and-regulation/transcription-and-rna-processing/a/eukaryotic-pre-mrna-processing
Transcripción en células procariotas y Eucarotas (uso de el ARN )
Procariotas
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