Química del RNA

Harry Alices-Villanueva, Ph.D.

RNA tiene cuatro bases

• Adenina

• Guanina

• Citosina

• Uracilo

Adenina

Guanina

Citosina

Uracilo

Las cuatro bases en el RNA

Timina vs. Uracilo

¿Por qué uracilo?• Es energeticamente más barato de

producir

• Degenera facílmente a citosina

• Es más apropiado para RNA donde cantidad es más importante que largo de vida.

• Timina es más apropiado para DNA

Comparación con DNA

• Distinción principal es la presencia del grupo –OH en el carbono #2 de la ribosa.

22

1 1

3

5

3

Comparación con DNA

• La presencia de ese grupo –OH le confiere al RNA versatilidad catalítica y le permite llevar a cabo reacciones que el DNA es incapaz de ejecutar.

• Ese –OH extra en la ribosa impide la formación de doble hélices estables.

• A la misma vez, el RNA es más sensitivo a hidrólisis alcalina (rompimiento del enlace fosfodiester) mientras el DNA no.

RNA

Comparación con DNA

• El RNA existe casi exclusivamente en forma de una sola hebra, siendo la excepción el material genético en algnos viruses.

• El RNA se dobla en estructuras más complejas mediante secuencias complementarias internas.

Comparación con DNA

Hairpin loop

Hairpin loop

Hairpin loop

Tipos de RNA

• hnRNA: heteronuclear• mRNA: mensajero• rRNA: ribosomal• tRNA: transferencia• snRNA: small nuclear• Ribozimas (catalytic RNA)• dsRNA: double stranded• miRNA: micro-RNA

hnRNA

• Es el producto inmediato de la transcripción.

• Se procesa para convertirse en mRNA

• Vida muy corta

mRNA

• Es el producto del proceso de splicing del hnRNA

• Splicing: remover los introns

• El mRNA lleva el mensaje del núcleo al ribosoma.

rRNA

• Compone 50% del ribosoma donde ocurre el proceso de traducción.

• 80% de las moléculas de RNA en una célula eucariótica.

• Son los genes que más se han conservado a traves de la evolución.

• Son el blanco de varios antibioticos (cloramfenicol, eritromicina, streptomicina).

rRNA

• 18 s, 5.8 s, 28 s, y 5 s.• Se combinan con proteínas ribosomales en el

nucleolo para formar las unidades mayor (60 s) y menor (40 s) de los ribosomas.

• 28 s tiene un rol catalítico con la unidad 60 s.• 18 s juega un papel en posicional el mRNA y el

tRNA.• rRNA tiene un papel estructural.

tRNA

• Está envuelto en síntesis de proteínas y es el encargado de llevar el aminoácido correcto al ribosoma.

• Un tRNA especifico forma un enlace covalente con un aminoácido específico.

• En una célula eucariótica existen 31 tRNA difernetes.

tRNA

snRNA

• Pequeñas moléculas de RNA en el núcleo.

• Intervienen en RNA splicing (hnRNA mRNA).

• Mantenimiento de telómeros (extremos de los cromosomas).

• Asociados con proteínas específicas

• SNRNP

Ribozimas

• Catalizan la hidrólisis de sus propios enlaces fosfodiester o el de otras moléculas de RNA.

• Cataliza la actividad aminotransferasa del ribosoma.

• Fósiles vivientes

• Fueron descubiertas en 1981 por Cech (Cell 26: 487 – 496)

dsRNA

• Es el material genético de algunos viruses.

• Se usa en experimentos de interferencia del RNA (RNAi).

• microRNA: pequeñas moléculas de RNA (20-35 nd) que se creen reguladores de la expresión génica.

• Es complementario a pequeñas secuencias en el RNA ( dsRNA)

Enzimas que catalizanprocesos en el RNA

• RNA POL I– La única enzima que transcribe RNA

ribosomal (excepto el 5 S)– rRNA constituye el 50% del RNA total en una

célula eucariótica.

Enzimas que catalizanprocesos en el RNA

• RNA POL II– Cataliza la transcripcion de DNA a mRNA y a

snRNA y microRNA

Enzimas que catalizanprocesos en el RNA

• RNA POL III– Transcribe DNA para sintetizar rRNA 5 S,

tRNA y otras moléculas pequeñas de RNA

Mundo RNA

• Teoría inspirada en los retroviruses.– Catalizan fomración de enlaces péptidos en el

ribosoma por una ribozima derivada de su RNA.

• Propone que el ancestro universal para todo tipo de vida usaba RNA para:– Transferir información genética– Catalizar reacciones bioquímicas

Mundo RNA

• Los retroviruses y las ribozimas son remanentes fósiles del mundo RNA.

• Uso reducido del RNA en las células y mayor uso de DNA y proteínas.