Síntesis y procesamiento del

transcriptoma

CARACTERISTICAS DEL TRANSCRIPTOMA

Procariotes Eucariotes

0.05-0.1 pg por célula (6%) 20-30 pg por célula (1%)Vida media 2-5’ Vida media min-horasPolicistrónicos MonocistrónicosRara vez modificados Siempre modificadosUsados inmediatamente Transportados a citoplasma

Etapas de la expresión genética en procariotes

Transcripción

Traducción

(Procesamiento post-traduccional)

Proteína madura

Recambio del transcriptoma bacteriano

• E. coli presenta al menos cuatro endo-ribonucleasas (RNAsa III, E, G, y I/M), siete exonucleasas 3’→ 5’, cinco exonucleasas (RNAsa II, R, BN, PH, D, T) y polinucleotido fosforilasa (PNPasa). No se han encontrado endo-ribonucleasas con actividad 5’ → 3’.

• En algunos casos (~2% de la población de mRNA), la adición de una cola de poliA favorece su degradación controlada. La tasa de degradación correlaciona directamente con la longitud del tracto de poliA.

PNPasa

Iniciación de la degradación: el degradosoma

AAAAAA

5’ RNAsa E

Eno

RhlB

Organización modular de RNAsaE: 1,061 aa organizados en tres dominios: Los primeros 500 aa contienen el sitio de endonucleasa, de 597 a 684 está el sitio de unión al RNA, en el extremo carboxilo está el sitio de anclaje para el degradosoma.

AAAAAAA

RBS

AAAAAAA

RNAsa E/G

PNPasa,RNAsa II,RNAsa R yPAP Ioligoribonucleasa

mononucleotidos

Otra propuesta para la iniciación de la degradación

¿Qué pasa con los RNAs no codificantes?

a) Durante fase exponencial la integridad del 98% del contenido de RNA de una célula bacteriana es prácticamente estable.

b) Esto cambia en condiciones de depleción de nutrientes, donde se observa una degradación rápida y extensiva de las pozas de rRNA.

c) Los nutrientes indispensables son fosfato, carbono, nitrógeno, magnesio. También son detonantes la presencia de algunos antibióticos, solventes, metales pesados, etc.

• Bajo condiciones de desnutrición, lo primero que se degrada son los polisomas, luego los monosomas y al final las subunidades libres.

• Una vez que se detona la degradación, se pierde hasta al 95% de los ribosomas. Interesantemente, solo el rRNA, no el tRNA ni las proteínas ribosomales.

• Este mismo fenómeno se observa en fase estacionaria y bajo condiciones limitantes del crecimiento.

• Si se sobre-expresan intencionalmente algunos rRNAs, el exceso no titulado por proteínas ribosomales es removido selectivamente.

¿Qué se observa?

¿Cómo se lleva a cabo?

• En condiciones fisiológicas, algunas RNAsas celulares como PNPasa y RNAsaR monitorean el correcto ensamblaje de los ribosomas y degradas partículas incorrectas o los excesos de rRNAs.

• Bajo condiciones críticas, la endonucleasa RNAsaI, que normalmente se encuentra secuestrada en periplasma, entra en contacto con los ribosomas y degrada rápida e inespecíficamente.

Etapas de la expresión genética en eucariotes

Transcripción

Traducción

Procesamiento post-traduccional

Procesamiento post-transcripcional

Proteína madura

Funciones De Las Tres RNA Polimerasas Eucarioticas

• RNA polimerasa I– rRNAs 28S, 5.8S y 18S

• RNA polimerasa II– genes codificantes, casi todos los snRNA

• RNA polimerasa III– tRNAs, rRNA 5S, U6-snRNA, snoRNAs,

scRNAs

Factores De Elongacion Para La Polimerasa II Eucariotica

• P-TEFb, TFIIS (SII)– suprimen las pausas de la polimerasa naturales

al recorrer una region rica en estructuras intra-cadena (p.ej. tallo-asa)

• ELL, Elongina, TFIIF– previene el arresto de la polimerasa al liberar

prematuramente el extremo 3’ del transcrito

Cap0

Cap1

Cap2

¿Cuál Es El Papel Evolutivo De Los Intrones?

Origen de los intrones

intron early vs intron late

Los intrones son ancestrales

Permitieron la evolución de los

genomas primigenios por “exon shuffling”Se perdieron de los procariotes como un

consecuencia secundaria de la

optimización de los genomas

Los intrones son una adquisición reciente de

los eucariotes multicelulares.

Se originarion más o menos al azar en genes

preexistentes.

Tipos De intrones

• GU-AG• AU-AC• Grupo I• Grupo II• Grupo III• Intrones

gemelos• pre-tRNA• Arqueales

• pre-mRNA nuclear eucariote• pre-mRNA nuclear eucariote• pre-rRNA nuclear eucariote• RNAs de organelos• RNAs de organelos• RNAs de organelos

• pre-tRNA nuclear eucariote• varios RNAs