Procesamiento Del ARN

7/26/2019 Procesamiento Del ARN

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11 - Procesamiento del RNA 20 de mayo de 2015

Gentica Molecular Universidad de Morn

Gentica Molecular Ctedra 2016

Universidad de Morn

Procesamiento

del ARN

Procesamiento del RNA

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Tipos de procesamiento

Modificaciones qumicas que afectan los extremos de los

transcriptos (caperuzas, poliadenilacin)

Cambios fsicos en la longitud de los transcriptos (splicing, eventosde corte)

Modificaciones qumicas de nucletidos dentro de los transcriptos

(en pre-ARNr y pre-ARNt tanto de bacterias como de eucariotas y en

menor medida en pre-ARNm de eucariotas)

Procesamiento del ARN

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Procesamiento del ARN en procariotas

ARNm funcional

ARNr

ARNt

Pre-ARN(cortes y modificaciones

qumicas)

funcional

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Clivaje de genes para ARNr y ARNt

Los operones rrnde Escherichia coli contienen genes que codifican

tanto para rRNA como para tRNA.

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Clivaje de los ARNr

procariotas

* Ribonucleasas III, P y F.

* Recorte bordes:

ribonucleasas M16, M23 y M5.

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Procesamiento del ARN en procariotasModificaciones qumicas del el ARNr precursor: conversin de u ridina a

pseudouridina, adicin de grupos metilo, amino, carbonilo o tiol

Su funcin es desco nocida (catlisis?)

Son conservadas: misma modificacin en todas las copias

Se realizan a travs de enzimas y puede n modificar la secuencia o la

estructura7

guanosina 7-metil guanosina

Metilacin

Ejemplos:

Isomerizacin de base

uridina pseudouridina


Clivaje de ARNt:

* Ribonucleasa E o F: corte 3.

* Ribonucleasa D: corte 9 nts.

* Ribonucleasa P: corte 5.

* CCA 3: si es eliminado por

error por la ribonucleasa Z

ARNt nucleotidiltransferasa lo

repara

Procesamiento de un pre-tRNA deEscherichia coli

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Procesamiento del ARN en procariotasModificaciones qumicas de los ARNt procariotas:

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1. Por modificacin de nucletidos existentes:

adenosina -> inosina

guanosina -> 7-metil guanosina

uridina -> 4-tio-uridina

uridina -> pseudouridina

dihidrouridina

2. Por reemplazo de nucletidos:

Ej. reemplazo de guanina por queosina: en la primera posicin de l anticodon(posicin wobble deARNt de los aas tirosina, histidina, aspartato,

asparagina

Procesamiento del ARN en procariotasModificaciones qumicas de los ARNt procariotas:

guanosine

queosina

Nucletidos modificados en ARNt: aprox. 1 de cada 10. Modificaciones varian

segun la especie y segun el ARNt

ARNt de E. coli para metionina

Degradacin del RNA en procariotas

Regula la expresin por medio de las variaciones en la vida media.

La RNasa II elimina nts (3 5). La fosforilasa polinucletido (PNPasa) tambin,pero a diferencia de las nucleasas verdaderas- requiere fosfato inorgnico

como cosustrato.

Hasta ahora no se ha aislado en bacterias ninguna enzima capaz de degradar

ARN en la direccin 53, lo cual indicara que el proceso de degradacin

principal del ARNm bacteriano es la remocin de nucletidos del extremo 3.

Procesamiento del RNA en procariotas

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5 3


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Esto no es posible bajo circunstancias normales ya que la mayora de los ARNmtiene un bucle cerca de dicho extremo, el mismo que induce a la terminacin de

la transcripcin. Esta estructura bloquea el progreso de la RNasa II y la PNPasa,

impidiendo que tengan acceso a la parte codificante del transcripto.

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RNasa E y/o III son capaces de realizar cortes internos (puesto que son

endonucleasas) para eliminar la horquilla.

RNasa E y la PNPasa: dentro de un complejo multiproteico llamado

degradosoma. Este incluye otros componentes como una ARN-helicasa:

desenreda la estructura de doble hlice de los bucles de ARN.

Algunos fragmentos de ARNr se purifican con el degradosoma: quizas este

complejo est involucrado tanto en la degradacin del ARNr como en la del

ARNm

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Procesamiento del RNA en euc riot s

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ARNhn

ARNm

Relacin entre ARNhn y ARNm

mucho ms largo que el ARNm

ARN nuclear muy inestable

complejidad de secuencia mucho mayor

Heterogeneous nuclear RNA (hnRNA)

Es el conjunto de todos los pre-ARN del ncleo

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Relacin entre RNAhn y ARNm

ARNhn: Conjunto de ARNm

asociados a otras molculas deARN y a protenas (forma una

ribonucleoprotena (RNPhn)

Hay 20 protenas: algunas

participan en el empaquetamiento

del ARNhn y otras en la

exportacin del ARN

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Relacin entre ARNhn y ARNm

La fragmentacin y modificacin del ARNhn para formar otros tipos de

ARN constituye la maduracin o procesamiento del ARN

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Encapuchamiento

Poliadenilacin

Eliminacin de intrones

Modificaciones qumicas

Edicin

Maduracin:

Encapuchamiento del ARNm en 5

Procesamiento del RNA en eucariotas

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Existe una seal de poliadenilacin muy conservada en el extremo

3 del transcripto. Un complejo proteico se une al transcripto, lo

corta y sintetiza la cola de poli-A

Poli-A participa en la exportacin, transporte y estabilidad del ARNm


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Poliadenilacin en el extremo 3


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Resumen de modificaciones en el extremo 5 y 3 del pre -ARNmProcesamiento del RNA en eucariotas

Eliminacin de intrones (= splicing)

Genes interrumpidos: se encuentran en toda clase de organismos

eucariotas

En eucariotas inferiores proporcin minoritaria

En eucariotas superioresvasta mayora de los genes

Un mamfero tpico tiene 7-8 exones cada 16 kb aprox.

Los exones son cortos (100-200 pb) y los intrones largos (1 kb o ms)

Pre-ARNmsplicing mensajero de 2,2 kb aprox.

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Ejemplos de intrones en genes de mamferos

Gen Longitud (kb) Nintrones % ocupado por intrones

Insulina 1,4 2 69

-globina 1,6 2 61

Albmina srica 18 13 79

Colgeno tipo VII 31 117 72

Factor VIII 186 25 95

Distrofina 2400 78 98

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Spliceosoma

- Funcin: remocin de intrones: reconoce secuencias consenso

cortas en las fronteras exon-intron y dentro del intron- Complejo de gran tamao (visible al microscopio electronico).

- Formado por 5 ribonucleoproteinas nucleares pequeas: U1, U2,

U4, U5, U6

- Cada ribonucleoprotena esta formada por 10 protenas y una

pequea molecular de ARN rica en uracilo. Esta reconoce al intron

mediante apareamiento complementario de bases.


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Remocin de intrones por el spliceosoma

Modificaciones qumicas

- ARNr y ARNt: metilaciones y pseudouridinilaciones

- Reguladas por snoRNA (small nucleolar RNA): guian a las enzimas hacia la

posicin de modificacin correcta por secuencias anti-sentido.


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Procesamiento del RNA en eucariotas Edicin

- Cambios de nucletidos realizados en la secuen cia del ARN luego de su

sntesis

- Se ha observado en ARNt, ARNr, ARNm y microARNs de eucariotas y

procariotas, pero es un fenmeno raro.

- En ARNm los cambios pue den afectar la secuencia proteica:

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Ej.

- En ARNr y ARNt (no codificantes): cambios estructurales


Exosoma: complejo multiproteico,

degrada 35.

1) Prdida de poli A por exonucleasa.

2) Prdida de caperuza por la enzima

Dcp1p. Impide la traduccin y por lo

tanto finaliza la vida funcional del mRNA

3) Digestin 53.

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Degradacin del RNA en eucariotas


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Procesamiento del RNA

Estabilidad y permanencia- ARNr y ARNt: muy estables tanto en eucariotas como en procariotas ya que

tienen gran procesamiento postranscripcional y estructura secundaria.

- ARNm en eucariotas: son mas estables que los ARNm de procariotas, vida

media 10 veces >, por procesamiento postranscripcional (aunque no tienen

estructura secundaria)

- Vida media del ARNm es directamente proporcional a la cantidad de

proteina sintetizada.

- Cuanta mas larga es la cola poli-A -> mayor es la vida media

- Los ARNm de menor vida media codifican para proteinas reguladoras

(factores de crecimiento y proteinas de regulacion genica, cuyos niveles

deben cambiar rapidamente).

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