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Tema V.Transcripción en
eucariontes
Procariontes Eucariontes
1. Todas las especies de RNA son
sintetizadas por la misma especie de
RNA polimerasa.
1. Hay 3 diferentes RNA polimerasas
responsables de la transcripción de
diferentes moléculas de RNA
2. El mRNA se traduce durante la
transcripción.
2. El mRNA es procesado antes de ser
transportado a citoplasma (adición de
CAP, cola de poliA, remoción de intrones
3. Los genes son segmentos contiguos
de DNA alineados ininterrumpidamente
con el RNA traducido a proteína.
3. Los genes frecuentemente se
interrumpen por intrones.
4. Los mRNAs son frecuentemente
policistrónicos
4. Los mRNAs son monocistrónicos
Diferentes tipos de RNA polimerasas
Las tres RNA polimerasas en eucariontes:
1. RNA Polimerasa I sintetiza RNA ribosomal (rRNA) 5.8S, 18S y 28S.
2. RNA Polimerasa II sintetiza RNAs mensajeros(mRNA), RNAs pequeños nucleolares (snoRNA), micro RNAs (miRNA), RNAs pequeños interferentes (siRNA) y la mayoría de RNAs pequeños nucleares (snRNA).
3. RNA polimerasa III sintetiza RNAs de transferencia (tRNAs), rRNA 5S y algunos RNAs pequeños nucleares(snRNAs).
Arthur Kornberg, premio
Nobel Medicina 1959 por
el descubrimiento de la
DNA polimerasa III
bacteriana
RNA polimerasa II de levadura
Transcripción por la RNA polimerasa II- 12 subunidades formando un complejo de mas de 500 kDa
- múltiples factores accesorios (factores de transcripción)
RNA pol II
RNA pol bacteriana
cola que se fosforila
Promotor tipo II basal de eucariontes
Caja TATA 25 pb río arriba del Inr (+1)
Factores de transcripción generales:
TFIID
TFIIA
TFIIB
TFIIF
TBP: proteína de unión a
caja TATA
TAFs
Ayudan a posicionar al
complejo de factores
sobre el promotor
Proporciona la ocupación
de +30 bp
A
D
B
FE
Promotor tipo II basal de eucariontes
TFIIE
TFIIJ
TFIIH
Une a RNA pol II al
complejo montado sobre
el promotor
Promueve el escape del
promotor y fosforila el CTD de
RNA pol II brindando
progresividad a la transcripción
H
Sitios consenso en promotores eucariontes
La unión al sitio TATA distorsiona la cadena
Proteínas activadoras de la transcripción
Activadores: se unen a
secuencias intensificadoras en
el promotor del gen.
Incrementan los niveles de
transcripción
Represores: se unen a
secuencias silenciadoras en el
promotor del gen. Disminuyen
los niveles de transcripción
Coactivadores: integran
señales de activadores y/o
represores a la maquinaria de
transcripción con los factores de
transcripción basal
Factores de transcripción basal:
Estos factores posicionan a la ARN
polimerasa sobre el gen y comienzan
la transcripción en respuesta a la
señal de activadores y/o represores
Tema V. Procesamiento del RNA
mRNA: solo en eucariontes
tRNA y rRNA: tanto en eucariontes como en procariontes
Otros RNAs no codificantes: tanto en eucariontes como en procariontes
• Adición del CAP en el extremo 5’
• Splicing. Exclusión de intrones
• Poliadenilación en el extremo 3’
Procesamiento del
mRNA en eucariontes
1. Adición del CAP
1) La fosfatasa remueve un
fosfato del 5´
2) Una guanil transferasa
agrega GMP
3) Una metil transferasa
agrega el grupo metilo
2. Reacción de corte en la unión exón-intrón
Existen secuencias específicas en los límites exón-intrón
R= purinasY= pirimidinas
Moléculas de RNA son las responsables del corte
El apareamiento de las
moléculas de snRNA
requiere complementación
de bases con el pre-mRNA
snRNPs: U1, U2, U4, U5, U6
BBP
U2AF
El splicing (corte y empalme de
intrones) lo realiza el snRNA de U6
snRNP: Actividad de ribozima
Puede existir procesamiento alternativo de intrones en el pre-mRNA
5 mRNAs maduros 5 proteínas diferentes
3. Poliadenilación
Proteínas específicas reconocen las secuencias de poliadenilación
El mRNA es cortado y la enzimaPoli-A polimerasa (PAP) agrega A’s
Proteínas de unión a la cola de poli-A se unen al extremo 3’ hastaque el mensaje sale del núcleo
El alargamiento del RNA está acoplado su procesamiento
La salida del mensaje del núcleo es coordinada
El receptor de exporte nuclear dirige la salida
RNA ribosomalEs el RNA más abundante de la célula. Tiene función tanto estructural como catalítica en la síntesis de proteínas.
Existen diferentes tipos de acuerdo a su coeficiente de sedimentación asociados a las subunidades ribosomales:
En procariontes En eucariontes
Subunidad ribosómica grande
Subunidad ribosómica pequeña
23S5S
16S
28.5S5.8S5S
18S
Procesamiento del rRNA en procariontes
Procesamiento del rRNA en eucariontes
El nucléolo es el lugar de síntesis de rRNA y pre-ribosomas
Nature Reviews Molecular Cell Biology 2, 514-520
Alberts et al., 3rd ed., p 232
El ribosoma
Ribosomas procariontes y eucariontes
El rRNA juega un papel muy importante en la traducción
rRNA 23S
rRNA 16S
RNA de transferenciaEs el RNA más pequeño, con unos 75 nt de longitud, en promedio.
Existe al menos un tipo de tRNA para cada uno de los 20 aminoácidos. Sin embargo, algunos aminoácidos tienen varios tRNAs.
Su función es transportar los aminoácidos en forma activada hasta el ribosoma donde ocurre la síntesis de proteínas.
Todos los tRNAs presentan en su 3’ la secuencia CCA, independientemente del aminoácido que transporta. El extremo 3’ consitutye el sito aceptor del aminoácido.
Procesamiento del extremo 5’:
Rnasa P (Ribonucleoproteína compuesta por RNA 377 nt y proteína 20 kDa)
Acción catalítica: RNA (ribozima)Procesamiento: co-transcripcional
Procesamiento del extremo 3’:
1) endonucleasa elimina un grupo de bases
2) exonucleasa, RNAsa D elimina los restantes nucleótidos
3) El triplete CCA característico de estas moléculas es añadido por una tRNA nucleotidil transferasa
Procesamiento de tRNA en procariontes
Bases
modificadas
que se
encuentran en
los tRNA
• Pseudouracilos (y)
• 4 tiouridina
• 2 metilguanina
• 2 isopententenil adenina
• Dihidrouridina (D)
• Inosina
Procesamiento del intron en los tRNA en eucariontes
Una endonucleasa corta en los sitios donde hay
protuberancias y una DNA ligasa sella esos cortes
Los tRNA
tienen una longitud de aproximadamente 80 nucleótidos
Inhibidores de la transcripción eucarionte
+
N
H
Acridina
Sar
L-Pro L-meVal
D-Val
L-Thr
O
Sar
L-Pro L-meVal
D-Val
L-Thr
O
O OCC
N NH2
OO
CH3 CH3
Actinomicina D
Se intercala entre
bases G y C
Las rifampicinas son antibióticos
producidos por Streptomyces
mediterranei, con buena actividad
contra bacterias Gram-positivas y
contra Mycobacterium tuberculosis.
Su mecanismo de acción estriba en
la inhibición del inicio de la
transcripción, uniéndose de modo
no covalente a la subunidad ß de
la RNA polimerasa bacteriana.
Rifampicina B
a-amanitina
Es un octapéptido bicíclico
que se obtiene del hongo
Amanita phalloides. Inhibe la
transcripción de la RNA
polimerasa II eucarionte.