Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Inicio-elongación-terminación de la transcripción de RNAm, . - Coggle…
Inicio-elongación-terminación de la transcripción de RNAm
Transcripción
Paso previo para poder generar proteínas funcionales que definen el metabolismo e identidad celular.
Es la síntesis de una cadena de ADN complementaria, antiparalela.
Primer paso en la expresión genética
Estructura gen
Procariotas
Ocurre en operones
Eucariotas
Ocurre en unidades transcripcionales monocistrónicas
Corriente abajo
Inicio de transcripción denominado +1 y se dirige al 3'
Región Codificadora
Contiene intrones (regiones de ADN que no pueden ser traducidas)
Contiene exones (regiones que codifican el ADN)
En los promotores existe proteínas reguladoras (Factores transcripcionales/ TF)
Regula la tasa de transcripción
Las regiones que controlan la transcripción de un gen no necesariamente deben estar localizadas en las regiones cercanas de la región codificadora.
Potenciadores / Secuencias Amplificadoras
Encargadas de potenciar la transcripción del gen.
Secuencias aisladoras
Bloquea la transmisión de cualquier señal de un sitio a otro en el ADN
Factores Transcripcionales
Generales o Basales
Requeridos para el inicio de la transcripción
Inducibles
Requeridos para la expresión de un gen determinado para cada promotor.
Proceso de Transcripción
Elongación
Se requiere de la presencia de las proteínas TFIIE y TFIIH
Aquí se crea el molde
Terminación
Proceso mucho más complejo
Liberación del ARN pol II
Este es el ARM maduro listo para ser transportado por el citoplasma
Iniciación
la síntesis de los primeros
enlaces nucleotídicos de ARN
Esta fase puede retrasarse
Expresión del ADN como proteína
El primer paso es sintetizar el RNA mensajero que lleva las instrucciones genéticas desde el núcleo al citoplasma.
La transcripción del RNA comienza cuando el RNA polimerasa se enlaza al DNA en la región llamada promotor.
Un grupo de proteínas conocidas como factores generales de transcripción facilitan el proceso
Formación de RNA nuclear
heterogéneo
Las células eucariotas se incuban en [3H]uridina o [32P]fosfato en corto tiempo y de inmediato mueren, la mayor parte de la radiactividad se incorpora a moléculas de RNA
1) tienen grandes pesos moleculares ( 80S, o 50 000 nucleótidos)
2) como grupo, están representadas por RNA de secuencia de nucleótidos diversa (heterogénea)
3) sólo se encuentran en el núcleo
La maquinaria para la transcripción del mRNA
La RNA polimerasa II sintetiza todos los precursores de mRNA
. Los elementos promotores que nuclean el ensamblaje del PIC se encuentran en el lado 5 de cada unidad de transcripción
Secuencia muy similar al oligonucleótido 5-TATAAA-3
Proceso
El primer paso en el ensamblaje del complejo de preinicio es
la unión de una proteína, llamada proteína enlazante
la TBP se inserta en el surco menor de la doble hélice, doblando la molécula de DNA más de 80° en el sitio de la interacción DNA-proteína
La presencia de estos tres GTF unidos al promotor proporciona una plataforma para la posterior unión de la enorme RNA polimerasa de múltiples subunidades con su TFIIF adjunto
Una vez que la RNA polimerasa-TFIIF está en posición, otro par de GTF (TFIIE yTFIIH) se unen al complejo y transforman la polimerasa en una activa máquina de transcripción
Una de las subunidades de TFIIH funciona como una
proteína quinasa para fosforilar la RNA polimerasa
Dos subunidades de este complejo de proteína funcionan como enzimas del despliegue del DNA (helicasas)
El TFIIH es el único GTF conocido por poseer actividades enzimáticas
Estructura de los mRNA
Propiedades
Contienen una secuencia continua de nucleótidos que codifica un polipéptido específico.
Se encuentran en el citoplasma.
Cuando se transcriben están unidos a ribosomas
La mayoría de los mRNA contienen un segmento significativo
que no codifica
una porción que no dirige el ensamblaje de aminoácidos
Los mRNA eucariotas tienen modificaciones especiales en sus
extremos 5 y 3 que no se encuentran en las procariotas
El extremo 3 tiene una hebra de 50 a 250 residuos de adenosina que forman una cola de poli(A)
extremo 5 tiene una tapa de guanosina metilada
Interferencia por RNA
Silenciamiento genético
RNA de doble hebra e indujeron una respuesta que conduce a la destrucción selectiva de los mRNA
RNAi evolucionó como un tipo de “sistema inmune genético” para proteger a los organismos de la presencia de material genético extraño o no deseado
La RNAi probablemente evolucionó como un mecanismo para bloquear la replicación de virus y/o suprimir los movimientos de transposones dentro del genoma
Conducen a la degradación de éste, impidiendo así su traducción en proteínas.
Procesamiento del ARN
Tránscrito primario
tiene que procesarse de diversas formas para su maduración antes de exportarse del núcleo y participar en el proceso de traducción
Los complejos proteicos
factor estimulante de la esci-sión
factor específico de poliadenilación
escisión
Adición de alrededor de 200 residuos de adenina en el extremo 3’ por la enzima poli-A polimerasa
La ARN pol II continúa añadiendo nucleótidos antes de colapsar la burbuja de transcripción
Corte y empalme (splicing)
consiste en la remoción de los intrones
el empalme de los exones
enzimas del proceso también conocido como ayustosoma
Las reacciones se pueden dividir en tres etapas
Identificación de las secuencias donantes 5’ y sitio de ramifi cación por U1 y U
Formación de un plegamiento del ARN para acercar los tres sitios de corte y empalme,
Los exones se empalman y liberan el lazo intrónico.
Edición del ARN
es una forma de modifi cación postranscripcio-nal del ARNm.
ólo se presenta en ciertos genes, en algunos tejidos o en algunos tipos celulares
Existen dos mecanismos que median la edición
la desaminación oxida-tiva de una citosina metilada
La inserción o deleción de una uridina dirigida por un ARN
Regulación de la transcripción
desarrollo y el fenotipo de un organismo pueden regularse por el producto génico que interactúa con otros genes o con el ambiente en tiempo y espacio.
Síntesis y procesamiento de ribosomas eucariotas y RNA de transferencia
Síntesis y procesamiento del precursor rRNA
Los ribosomas eucarióticos tienen cuatro RNA ribosómicos distintos, tres en la subunidad grande y uno en la subunidad pequeña.
Subunidad grande contiene una molécula de RNA 28S, 5.8S y 5S, y la subunidad pequeña molécula de RNA 18S.
peculiaridades del pre-rRNA
gran cantidad de nucleótidos metilados y residuos de pseudouridina.
precursor de rRNA se divide por primera vez
ya se han agregado más de 100 grupos metilo a los grupos ribosa
rRNA fuertemente metilados, su síntesis se puede estudiar incubando células con metionina marcada radiactivamente
Papel de los snoRNA en el procesamiento del pre-rRNA
El procesamiento del pre-rRNA es logrado con la ayuda de un de RNA nucleolares pequeños (o snoRNA)
empaquetados con proteínas particulares formando partículas llamadas ribonucleoproteínas nucleolares pequeñas (o snoRNP, small, nucleolar RNA)
Los miem-bros de un grupo (llamados snoRNA de caja C/D)
determinan cuáles nucleótidos en el pre-rRNA tendrán sus partes de ribosa me-tiladas,
miembros del otro grupo (llamados snoRNA de caja H/ACA)
determinan cuáles uridinas se convier-ten en pseudouridinas.
El nucléolo sitio de ensamblaje de las dos subunidades ribosomales.
Se han encontrado más de 200 proteínas diferentes asociadas con los rRNA en diferentes etapas del ensamblaje de ribosomas.
Síntesis y procesamiento del rRNA 5S
rRNA 5S están codificadas por una gran cantidad de genes idénticos
que están separados de los otros genes de rRNA y se encuentran fuera del nucléolo.
Los genes 5S rRNA son transcriptos por la RNA polimerasa III.
Se descubrió que la región flanqueante 5 completa podría eliminarse y la polimerasa aún transcribiría el DNA comenzando en el sitio de inicio normal.
El promotor interno de un gen 5S rRNA se inserta en otra región del genoma
el nuevo sitio se convierte en una plantilla para la transcripción por la RNA polimerasa III.
Los RNA de transferencia
Los RNA de transferencia se sintetizan a partir de genes que se encuentran en pequeños grupos diseminados por el genoma.
El DNA dentro de un grupo (tDNA) consiste en gran parte de secuencias espaciadoras no transcritas
con las secuencias codificantes de tRNA situadas a intervalos irregulares en una disposición repetida en tándem
los tRNA se transcriben mediante la RNA polimerasa III igual que 5S rRNA
La transcripción primaria de una molécula de RNA de transferencia
es mayor que el producto final, y las piezas en los lados 5 y 3 del tRNA precursor
Enzimas involucradas en el procesamiento del pre-tRNA
endonucleasa llamada ribonucleasa P
Es la subunidad de RNA de la ribonucleasa P quien cataliza la división del sustrato pre-tRNA
El genoma humano tiene cinco clústeres de rDNA, cada uno en un cromosoma diferente.
material fibrilar consiste en plan-tillas de rDNA y transcriptos nacientes de rRNA
Descripción general de la transcripción en células procariotas y eucariotas
transcripción en bacterias
El complejo de la polime-rasa, factor σ y DNA con las hebras separadas se denomina com-plejo abierto.
10 nucleótidos incorporados con éxito en una transcripción creciente
enzima experimenta un cambio en la conformación transformandose en un complejo de elongación transcripciona
la formación de un complejo de elongación es seguida por la liberación del factor σ.
Promotores bacterianos
localizados en la región de una hebra de DNA antes del sitio de inicio de la síntesis de RNA
nucleótido en el que se inicia la transcripción (+1)
nucleótido precedente (–1)
secuencia TTGACA (elemento –35)
secuencia consenso
mostrando que es la versión más común de una secuencia conservada
El σ se conoce como factor σ de “mantenimiento”, puesto que inicia la transcripción de la mayoría de los genes.
transcripción se inicia en puntos específicos en el cromosoma
termina cuando se alcanza una secuencia específica de nucleótidos.
Transcripción y procesamiento del RNA en células eucariotas
tienen tres enzimas de transcripción distintas en sus núcleos celulares
enzimas es responsable de sintetizar un grupo diferente de RNA
las RNA polimerasas de los tres dominios comparten varias subunidades.
requisito de una gran variedad de proteínas accesorias o factores de transcripción
El RNA precursor inicial equivalente en longitud a la longitud total del DNA transcrito (pre RNA)
unidad de transcripción
El segmento correspondiente de DNA a partir del cual se transcribe una transcripción primaria
Relación entre genes ,proteínas y ARN
Los genes tienen direcciones especificas
Residen en ubicaciones particulares de cromosomas particulares
Estas direcciones permanecen constantes
de un individuo de una especie al siguiente
El cambio de estas direcciones genera mutaciones
En un proceso
a partir
una enzima especifica
una condición especifica
Defecto genético
un único gen a menudo genera una variedad
de polipéptidos, principalmente como resultado del corte y empalme alternativo
Muchos genes codifican moléculas de RNA,
que en lugar de contener información para la síntesis de polipéptidos , funcionan como RNA en sí mismas
La información presente en un segmento de DNA se pone a disposición de
la célula mediante la formación de una molécula de RNA
La expresión génica se
refiere a la producción de un producto funcional usando la información codificada en un gen
El término transcripción denota un proceso en
el que la información codificada en las cuatro letras desoxirribonucleótidas del DNA se reescribe, o se transcribe, en un lenguaje similar compuesto por cuatro letras ribonucleótidas de RNA
Los ARNm
conserva la misma
información para el ensamblaje de polipéptidos que el gen mismo.
permite a la célula separar el almacenamiento de información del uso de esta
se ensambla como una copia complementaria de una de las dos cadenas de DNA que componen un
gen.
En el citoplasma puede servir como plantilla para dirigir la incorporacion de aminoacidos en un orde particular de nucleotidos de ADN
El DOGMA CENTRAL
Un gen con Base en ADN que codifica una mensaje basado en RNA que luego se traducirá en una proteína
ARN r Ribosomal
proporcionan un soporte estructural para construir el ribosoma
ayudar a catalizar la reacción química en la que los aminoácidos se unen en forma covalente entre sí
cada uno se transcribe a partir de una
de las cadenas de DNA de un gen
ARN t de transferencia
Traduce la información en código de los nucleótidos del mRNA al “alfabeto” de aminoácidos de un polipéptido.
Papel de las RNA polimerasas
en la transcripción
IMPORTANCIA
Estas enzimas son capaces de incorporar nucleótidos, uno a la vez, en una hebra de RNA cuya secuencia es complementaria a una de las hebras del DNA que sirve como plantilla
PROCESO
El primer paso en la síntesis de un RNA es la asociación de la
polimerasa con la plantilla del DNA
A medida que la polimerasa progresa, el DNA se desenrolla temporalmente y la polimerasa ensambla una hebra complementaria de ARN que crece con inicio en su extremo 5 en una dirección 3
A medida que la polimerasa se mueve a lo largo de la plantilla de ADN, incorpora nucleótidos complementarios en la cadena creciente de ARN
Las RNA polimerasas son capaces de incorporar de 20 a 50 nucleótidos por
segundo aproximadamente en una molécula de RNA en crecimiento
Transcripción en bacterias
PROCESO
La enzima central se purifica a partir de células bacterianas, y se agrega a una disolución de moléculas de ADN bacteriano y ribonucleósidos trifosfato, la enzima se une al ADN y sintetiza el ARN.
contienen un único tipo de RNA polimerasa, compuesto por cinco subunidades estrechamente asociadas para formar una enzima central.
En este proceso se incluye la
corrección de pruebas
Ocurre después de la rara incorporación de un nucleótido incorrecto, una polimerasa detenida debe retroceder y luego asimilar el extremo 3 del transcripto recién sintetizado, y volver a sintetizar la parte faltante antes de continuar su movimiento
.