objetivos del tema - genética y biología molecular mrnas que dan origen a diferentes proteínas...

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El alumno... Conoci- miento Compren- sión Aplica- ción VI. TRANSCRIPCIÓN Y PROCESAMIENTO DEL RNA Revisará como se expresa la información genética, identificando los factores involucrados en este proceso: DNA y proteínas. Reconocerá los mecanismos por los que se lleva a cabo la maduración de los mensajeros. 1. Tipos de genes. 1.1. Conocerá los diferentes tipos de genes: los que codifican proteínas, los que codifican RNA ribosomal y RNA de transferencia. X 1.2. Identificará los diferentes tipos de RNA: RNA mensajeros (mRNA), RNA de transferencia (tRNA) y RNA ribosomales (rRNA), sus características, abundancia en la célula y sus funciones. X 2. Promotores procariontes. 2.1. Conocerá las características y funciones de las secuencias promotoras que definen el sitio de iniciación de la transcripción (+1) de mRNA en procariontes: caja TATA (-10). X 2.2. Conocerá algunas otras secuencias involucradas en la regulación de la transcripción de mRNA en procariontes. X 3. Síntesis de RNA en procariontes. 3.1. Analizará que la reacción de síntesis de RNA es en dirección 5‟- 3‟, que requiere de ribonucleótidos, de un molde de DNA y de una RNA polimerasa. X 3.2. Distinguirá la cadena codificante (con sentido +) de la cadena molde (sin sentido). X 3.3. Conocerá la composición de la RNA polimerasas de procariontes y la función de sus subunidades (factores sigma). X 3.4. Conocerá que los mRNA tienen regiones no traducibles (5‟UTR y 3‟UTR) que son importantes en la regulación de su vida funcional. X 3.5. Será capaz de transcribir una secuencia de mRNA a partir de una secuencia de DNA en la que se indique cual es la hebra molde, la caja TATA y el sitio de inicio de la transcripción. X 4. Las fases de la transcripción en procariontes. 4.1. Conocerá los requerimientos para el inicio de la transcripción, identificando el complejo cerrado y el complejo abierto. X 4.2. Comprenderá como ocurre la polimerización de ribonucleótidos durante el alargamiento de la hebra de mRNA. X 4.3. Distinguirá entre el tipo de terminación Rho dependiente y el tipo Rho independiente. X Objetivos del tema

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Page 1: Objetivos del tema - Genética y Biología Molecular mRNAs que dan origen a diferentes proteínas ... región del DNA. • El promotor sirve de señal de ... esta función reside en

El alumno... Conoci-

miento

Compren-

sión

Aplica-

ción

VI.

TRANSCRIPCIÓN Y

PROCESAMIENTO

DEL RNA

Revisará como se expresa la información genética,

identificando los factores involucrados en este proceso:

DNA y proteínas. Reconocerá los mecanismos por los que

se lleva a cabo la maduración de los mensajeros.

1. Tipos de genes. 1.1. Conocerá los diferentes tipos de genes: los que codifican

proteínas, los que codifican RNA ribosomal y RNA de transferencia.

X

1.2. Identificará los diferentes tipos de RNA: RNA mensajeros

(mRNA), RNA de transferencia (tRNA) y RNA ribosomales (rRNA),

sus características, abundancia en la célula y sus funciones.

X

2. Promotores

procariontes.

2.1. Conocerá las características y funciones de las secuencias

promotoras que definen el sitio de iniciación de la transcripción (+1)

de mRNA en procariontes: caja TATA (-10).

X

2.2. Conocerá algunas otras secuencias involucradas en la

regulación de la transcripción de mRNA en procariontes.

X

3. Síntesis de RNA en

procariontes.

3.1. Analizará que la reacción de síntesis de RNA es en dirección 5‟-

3‟, que requiere de ribonucleótidos, de un molde de DNA y de una

RNA polimerasa.

X

3.2. Distinguirá la cadena codificante (con sentido +) de la cadena

molde (sin sentido).

X

3.3. Conocerá la composición de la RNA polimerasas de

procariontes y la función de sus subunidades (factores sigma).

X

3.4. Conocerá que los mRNA tienen regiones no traducibles (5‟UTR

y 3‟UTR) que son importantes en la regulación de su vida funcional.

X

3.5. Será capaz de transcribir una secuencia de mRNA a partir de

una secuencia de DNA en la que se indique cual es la hebra molde,

la caja TATA y el sitio de inicio de la transcripción.

X

4. Las fases de la

transcripción en

procariontes.

4.1. Conocerá los requerimientos para el inicio de la transcripción,

identificando el complejo cerrado y el complejo abierto.

X

4.2. Comprenderá como ocurre la polimerización de ribonucleótidos

durante el alargamiento de la hebra de mRNA.

X

4.3. Distinguirá entre el tipo de terminación Rho dependiente y el tipo

Rho independiente.

X

Objetivos del tema

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Objetivos del temaEl alumno... Conoci-

miento

Compren-

sión

Aplica-

ción

VI.

TRANSCRIPCIÓN Y

PROCESAMIENTO

DEL RNA

Revisará como se expresa la información genética,

identificando los factores involucrados en este proceso: DNA

y proteínas. Reconocerá los mecanismos por los que se lleva

a cabo la maduración de los mensajeros.

5. Transcripción en

eucariontes.

5.1. Conocerá las señales que controlan la transcripción en eucariontes:

secuencias consenso y secuencias intensificadoras.

X

5.2. Reconocerá que las RNA polimerasas I, II y III sintetizan diferentes

tipos de RNAs en eucariontes.

X

5.3. Reconocerá que para la síntesis de mRNAs se requieren diferentes

factores proteicos (factores de transcripción).

X

5.4. Comparará los tres pasos de la transcripción de eucariontes con los

mismos pasos de procariontes.

X

6. Inhibición de la

transcripción.

6.1. Conocerá algunos inhibidores de la transcripción en procariontes

(actinomicina D, acridina, rifampicina) y en eucariontes ( -amanitina).

X

7. Procesamiento post-

transcripcional de

RNAm de eucariontes.

7.1. Conocerá que los RNAs se transcriben como un transcrito primario

que debe ser madurado para ser funcional (procesamiento post-

transcripcional).

X

7.2. Reconocerá que existen secuencias en el RNA y factores proteicos

que participan en el procesamiento post-transcripcional.

X

7.3. Comprenderá que los mRNAs de eucariontes se procesan por tres

mecanismos: splicing (empalme), capping y poliadenilación.

X

7.4. Conocerá que el RNA puede ser catalítico. X

7.5. Conocerá que el mecanismo de "splicing" alternativo genera

diferentes mRNAs que dan origen a diferentes proteínas (un gen

codifica varias proteínas relacionadas).

X

8. Procesamiento post-

transcripcional de

RNAr y RNAt de

procariontes y

eucariontes.

8.1. Comprenderá como son procesados los RNAs ribosomales:

splicing, modificación de bases.

X

8.2. Reconocerá como son procesados los RNAs de transferencia:

splicing, modificación de bases, adición de CCA en el 3‟.

X

8.3. Conocerá que los rRNA y tRNAs de procariontes también son

procesados post-transcripcionalmente.

X

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TRANSCRIPCIÓN

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DOGMA CENTRAL

Page 5: Objetivos del tema - Genética y Biología Molecular mRNAs que dan origen a diferentes proteínas ... región del DNA. • El promotor sirve de señal de ... esta función reside en

Tipos de genes

Un gene es una secuencia de DNA

que codifica:

a) un polipéptido (RNA mensajero)

a) un RNA (RNA ribosomal y RNA

de transferencia)

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Estructura química del RNA

cadena sencilla

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…el uracilo se aparea con la adenina

…el uracilo está en lugar de la timina

En el RNA…

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Dúplex Región de cadena sencilla

Tallo - asa Protuberancia

Burbujas internas

Desapareamiento, simétrica, asimétrica

Juntas

Tres tallos, cuatro tallos

El RNA puede presentar diferentes tipos de estructura secundaria

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La transcripción es el proceso por el cual se sintetiza RNA

rRNA

tRNA

mRNA

RNA ribosomal, componente estructural y catalítico del ribosoma

RNA de transferencia, adaptador entre mRNA y proteína

RNA mensajero, codifica la secuencia primaria de una proteína

Los RNAs más abundantes y más estudiados son:

Page 10: Objetivos del tema - Genética y Biología Molecular mRNAs que dan origen a diferentes proteínas ... región del DNA. • El promotor sirve de señal de ... esta función reside en

Otros tipos de RNA que se sintetizan en eucariontes

snRNA

snoRNA

scaRNA

miRNA

siRNA

Otros no

codificantes

RNAs pequeños nucleares, funcionan en corte y

empalme de intrones

RNAs pequeños nucleolares, procesamiento y

modificación de rRNA

RNAs pequeños de cajal, modifican snoRNAs,

snRNAs, miRNAs, regulan traducción específica

microRNAs, regulan la expresión genética

RNAs pequeños interferentes, apagan la

expresión de genes mediante degradación de

mRNAs específicos

Otros RNAs no codificantes que funcionan en

procesos diversos como síntesis de telómeros,

inactivación del cromosoma X, transporte de

proteínas, etc.

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PROCARIONTES:

RNAr 23S: 2,904 nts.

RNAr 16S: 1,542 nts.

EUCARIONTES:

RNAr 28S: 4,718 nts.

RNAr 18S: 1,874 nts.

Producto de transcripción: RNA ribosomal

Estructura

secundaria del

rRNA

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Producto de la transcripción: RNA de transferencia

Región

aceptora

Asa

anticodón

Tamaño: 75 – 80 nucleótidos

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Producto de la transcripción: RNA mensajero

El tamaño de los RNAs

mensajeros es variable y

depende del tamaño del gen que

se transcribe.

La estructura de los mRNAs es

variable y depende de la

secuencia.

Autoradiografía de mRNA

marcado radioactivamente con 32CTP. Se observan los

diferentes tamaños del mRNA.

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La transcripción es la síntesis de RNA a partir

de un molde de DNA

Micrografía electrónica de la síntesis de RNA ribosomal

Dirección de la síntesis: 5‟ 3‟

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Mecanismo de transcripción

•La enzima RNA polimerasa •DNA molde•Ribonucleótidos (trifosfatados) ATP, GTP, CTP, UTP•Proteínas o factores de transcripción

Para la reacción química de la transcripción se requiere:

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A diferencia de la replicación, en la transcripción...

• Solamente un fragmento de DNA, que corresponde a un gen, es copiado a RNA

• Sólo una de las dos cadenas de DNA es copiada a RNA

DNA Cadena codificadora: 5‟-ATTCCGATGTACGAGG-3‟

DNA Cadena molde: 3‟-TAAGGCTACATGCTCC-5‟

RNA 5‟-AUUCCGAUGUACGAGG-3‟

La secuencia de la molécula de RNA que se sintetiza

a) es complementaria y antiparalela a la cadena molde

b) tiene la misma dirección y secuencia (U -> T) que la cadena codificante

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La polimerización se lleva a cabo en dirección 5’ – 3’

La cadena que sirve de molde se lee en dirección 3’ – 5’

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Solamente un fragmento de DNA, que corresponde a un gen, es copiado a RNAy sólo una de las dos cadenas de DNA es

copiada a RNA

• ¿Cómo sabe la RNA polimerasa cuál de las dos cadenas usará como molde?

• ¿Cómo sabe la RNA polimerasa dónde comenzar a sintetizar?

• ¿Cómo sabe la RNA polimerasa donde terminar de sintetizar?

• ¿Quién abre la doble hélice de DNA?

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• ¿Cómo reconoce la RNA pol el sitio para iniciar la transcripción?

• Es reconocido porque antes de él, hacia el 5’, hay una región llamada promotor

• Esta secuencia de DNA no se transcribe, es decir no se sintetiza RNA correspondiente a esa región del DNA.

• El promotor sirve de señal de reconocimiento para que la RNA pol se una a esa región y lleve a cabo la transcripción

¿En qué sitio del gen inicia la transcripción?

El sitio donde se inicia la transcripción es el +1

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5 –8 pb

• Secuencia -10 o caja Pribnow TATAAT Apertura de la cadena.

• Secuencia –35 TTGTCA Es la región de reconocimiento e interacción con el

factor de la RNA polimerasa.

Estructura de los promotores procariontesSecuencias que se encuentran “corriente arriba” del sitio de inicio de la

transcripción. Hay secuencias muy conservadas en los promotores procariontes.

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Secuencias consenso en promotores procariónticos

Caja TATA

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Las secuencia del promotor está referida

a la cadena codificadora, no a la cadena

molde

El promotor Lac controla la expresión del gen lacZ, pero no del gen

lacI. Observa que la posición de la caja TATA en el sitio -10 se

representa sobre la cadena codificadora, es decir la que va de 5‟ a 3‟.

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Los promotores tienen orientación

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La dirección en la que se transcriben los genes puede variar sobre el

cromosoma

Las flechas azules indican la dirección en la que se transcribirá el mRNA

(siempre se sintetiza en dirección 5‟ – 3‟), por lo que se puede deducir cual

es la cadena que sirve de molde.

Page 25: Objetivos del tema - Genética y Biología Molecular mRNAs que dan origen a diferentes proteínas ... región del DNA. • El promotor sirve de señal de ... esta función reside en

La enzima que sintetiza RNA es la RNA polimerasa. Solo hay una RNA pol en E. coli y está formada por 4

subunidades

: ensamblaje de las unidades y

unión al promotor

: sitio catalítico

‟: se une al DNA y parte de la subunidad catalítica

: reconoce el promotor específico

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La estequiometría de subunidades en la

holoenzima es 2 '

Núcleo de la enzima

Cuando la subunidad se

asocia al núcleo se forma la

holoenzima

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Modelo de la RNA polimerasa de E. coli a partir

de los datos cristalográficos

Núcleo de la enzima 2Holoenzima 2

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La subunidad sirve como nodo para ensamblar la RNA polimerasa holoenzima y

esta función reside en el dominio N- terminal de la proteína.

El domino C-terminal de la subunidad interactúa con la región UP de los

promotores que la tengan.

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¿Cómo reconoce la RNA pol cuáles genes debe transcribir?

Porque existen diferentes factores que reconocen promotores específicos:

Factores sigma

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Las funciones de la subunidad

El factor sigma selecciona los genes a transcribirse al facilitar la unión entre la

RNA polimerasa y el promotor. Esta unión depende de la denaturalización local del

DNA que permite la formación de un complejo de promotor abierto

El factor se recicla, i.e. cuando se disocia puede ser usado por otra RNA

polimerasa.

Al unirse al promotor, la RNA polimerasa causa la apertura de al menos 10 - 17

pb de la doble cadena de DNA. Esta “burbuja” de transcripción se mueve con la

polimerasa exponiendo la cadena molde, de tal manera que puede ser

transcrita.

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Factores sigma ( )

Sigma 38: Regulate gene expression

against external stresses.

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La transcripción involucra tres etapas

•Inicio

•Alargamiento

•Terminación

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El factor sigma determina la iniciación

de la transcripción permitiendo que la

RNA polimerasa se una fuertemente al

promotor (COMPLEJO CERRADO)

La doble hélice en esa región debe

abrirse para permitir la lectura de la

secuencia formando el COMPLEJO

ABIERTO.

El factor sigma se disocia de este

complejo.

La RNA polimerasa tiene un canal

abierto al cual se une el DNA. Una vez

que se unen al DNA, los “dedos” de la

enzima se cierran alrededor del DNA.

RNA pol

Holoenzima

Complejo

cerrado

Complejo

abierto

Complejo de

elongación

Inicio de la transcripción

Sigma se

disocia

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ATP

GTP

UTP

CTP

Sustratos

+ DNA

(como molde)

Polimerasa de RNA

dirigida por DNA(Mg++)

nPPi

5‟ 3‟pppApUpCpCpCpGpU…

RNA

(tipo, longitud y

secuencia de este RNA

dependen del gen de

DNA que se está

transcribiendo)

Alargamiento

1.- Se disocia la subunidad de la RNA polimerasa.

2.- Comienza la adición de ppp G o ppp A, en el extremo 5‟ del RNA naciente.

El RNA que se va copiando del DNA se llama transcrito

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ESTRUCTURA DE UNA

CADENA DE RNA

Se añaden ribonucleótidos polimerizándose

la cadena a través de enlaces fosfodiéster (la

cadena va creciendo en la dirección 5‟ –> 3‟)

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4.- La “burbuja de transcripción” va avanzando, por un lado se abre el DNA

duplex y por el otro se re-bobina.

5.- El RNA sintetizado va formando un híbrido (transitorio), con la

cadena 3‟ – 5‟ del DNA

Desplazamiento de

la polimerasa

3

5

5

3

5’ ppp RNA

naciente

RNA polimerasa

Hélice híbrida

RNA - DNA

3

Punto de

elongación

RebobinadoDesenrollado

Hebra molde

Hebra codificadora

Alargamiento

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BURBUJA DE TRANSCRIPCIÓN

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Alargamiento

La subunidad contiene el sitio activo de la RNA polimerasa donde se forman

los enlaces fosfodiéster

Hay dos sitios en el DNA que interactúan con la RNA polimerasa:

1. Un sitio de unión débil que involucra la zona del DNA desnaturalizada y el sitio

activo en la subunidad de la polimerasa. La interacciones son

principalmente electrostáticas.

2. Un sitio de unión fuerte que involucra al DNA río abajo del sitio activo y lo

conforman las subunidades y „ de la enzima.

La subunidad „ une dos átomos de Zn2+ que participan en la catálisis.

Esta subunidad se une fuertemente al DNA.

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Terminación

Hay dos mecanismos de terminación de la

transcripción

1. Mecanismo dependiente de la proteína Rho

2. Mecanismo independiente de la proteína Rho

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Terminación: dependiente de

la proteína Rho (trans)

La proteína rho es un hexámero que

hidroliza ATP en presencia de RNA.

Se une al RNA que se está sintetizando y

se mueve en dirección al sitio de

síntesis. Desestabiliza al híbrido DNA

– RNA, facilitando así la terminación

de la transcripción.

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Terminación independiente de la proteína Rho (cis)

La secuencia al final del gen contiene repeticiones invertidas que permiten la

formación de una estructura de horquilla en el RNA. Hay una región rica en

Adeninas, de tal forma que el híbrido DNA-RNA que se forma es débil y se

disocia.

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Transcripción en

eucariontes

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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).

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Los promotores reconocidos por la RNA

pol II se llaman Promotores de clase II

Los promotores clase II tienen diferentes secuencias reguladoras dependiendo de

la combinación de factores de transcripción requeridos para formar el complejo

transcripcional funcional en cada promotor.

Algunos de los elementos que han sido descritos en los promotores de clase II

de eucariotes son los siguientes:

• La TATA Box. Su secuencia consenso es TATAAAA. Está localizada 25

bp upstream de el punto de inicio de la transcripción.

• El Iniciador es una secuencia que es encontrada en muchos promotores

y define el sitio de inicio de la transcripción.

• La GC box. Su secuencia consenso es GGGCGG. Puede haber una o

más copias localizadas entre 40 y 100 bp upstream del inicio de la

transcripción.

• La CAAT box – secuencia consenso CCAAT - es también

frecuentemente encontrada entre 40 y 100 bp upstream del inicio de la

transcripción. El factor de transcripción CTF o NF1 se une a la CAAT box.

Page 46: Objetivos del tema - Genética y Biología Molecular mRNAs que dan origen a diferentes proteínas ... región del DNA. • El promotor sirve de señal de ... esta función reside en

Localizada aproximadamente 25 bp upstream de el punto de inicio de la

transcripción, es encotnrada en muchos promotores. La secuencia consenso es

TATAAAA (semejante a la caja TATA de procariontes localizada en la región -

10). La caja TATA parece ser más importante para seleccionar el punto de inicio

de la transcripción (i.e. posicionar la enzima) que para definir el promotor.

TATA Box

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La GC box es un elemento común en promotores eucariónticos de clase II.

Su secuencia consenso es GGGCGG. Puede estar presente en una o más

copias las cuales pueden estar localizadas entre 40 y 100 bp upstream del

inicio de la transcripción. El factor de transcripción factor Sp1 une la GC box.

GC box y CAAT box

La CAAT box – secuencia consenso CCAAT - es también frecuentemente

encontrada entre 40 y 100 bp upstream del inicio de la transcripción. El

factor de transcripción CTF o NF1 se une a la CAAT box.

Page 48: Objetivos del tema - Genética y Biología Molecular mRNAs que dan origen a diferentes proteínas ... región del DNA. • El promotor sirve de señal de ... esta función reside en

Los promotores eucariontes son

muy complejos y tienen diversas

secuencias regulatorias

Diagram based on and adapted from Figure 28.26 of

Mathews & van Holde, Biochemistry, 2nd ed.

Page 49: Objetivos del tema - Genética y Biología Molecular mRNAs que dan origen a diferentes proteínas ... región del DNA. • El promotor sirve de señal de ... esta función reside en

Además de los elementos

anteriormente mencionados,

Enhancers pueden ser

requeridos para la expresión

adecuada de un gen. Estos

elementos no son parte del

promotor per se. Pueden

estar localizados upstream o

downstream del promoter e

incluso estar muy lejos de él.

El mecanismo por el cual

funcionan no se conoce.

Podrían proporcionar un

punto de entrada para la RNA

polimerasa o podría asistir en

la unión de otras proteínas a

la región promotora

Page 50: Objetivos del tema - Genética y Biología Molecular mRNAs que dan origen a diferentes proteínas ... región del DNA. • El promotor sirve de señal de ... esta función reside en

Sitios consenso en promotores eucariontes

Page 51: Objetivos del tema - Genética y Biología Molecular mRNAs que dan origen a diferentes proteínas ... región del DNA. • El promotor sirve de señal de ... esta función reside en

Arthur Kornberg, premio

Nobel Medicina 1959 por

el descubrimiento de la

DNA polimerasa III

bacteriana

RNA polimerasa II de levadura

Page 52: Objetivos del tema - Genética y Biología Molecular mRNAs que dan origen a diferentes proteínas ... región del DNA. • El promotor sirve de señal de ... esta función reside en

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

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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

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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

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La unión de la TBP al sitio TATA distorsiona la cadena

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Proteínas activadoras de la transcripción

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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

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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

Diferencias en la transcripción entre

procariontes y eucariontes

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Las rifampicinas son producidas por

Streptomyces mediterranei, con buena

actividad contra bacterias Gram-positivas

y contra Mycobacterium tuberculosis .

Bloquea la transición de iniciación-

elongación. Se une de manera no

covalente a la subunidad en el

complejo RNA pol-promotor una vez que

se han incorporado dos o tres

nucleótidos a la cadena de RNA.

Inhibición de la transcripción en

procariontes

La estreptolidigina inhibe a la RNA

polimerasa durante el alargamiento.

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+

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

Inhibición de la transcripción en eucariontes

Amanita phalloides

-amanitina

Octapéptido

bicíclico que se

obtiene del hongo

Amanita

phalloides. Inhibe

la translocación

de la RNA

polimerasa II

eucarionte

durante la

transcripción.

Se intercala entre bases

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Procesamiento del RNA

mRNA: sólo en eucariontes

tRNA y rRNA: tanto en eucariontes como en procariontes

Otros RNAs no codificantes: tanto en eucariontes como en procariontes

El RNA para ser funcional debe ser procesado

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• Adición del CAP en el extremo 5‟

• Splicing. Exclusión de intrones

• Poliadenilación en el extremo 3‟

Procesamiento del

mRNA en eucariontes

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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

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2. Reacción de corte en la unión exón-intrón

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Existen secuencias específicas en los límites exón-intrón

R= purinasY= pirimidinas

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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

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El splicing (corte y empalme de

intrones) lo realiza el snRNA de U6

snRNP: Actividad de ribozima

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Puede existir procesamiento alternativo de intrones en el pre-mRNA

5 mRNAs maduros 5 proteínas diferentes

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3. Poliadenilación

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Proteínas específicas reconocen las secuencias de poliadenilación

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El mRNA es cortado y la enzimaPoli-A polimerasa (PAP) agrega A’s

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Proteínas de unión a la cola de poli-A se unen al extremo 3’ hastaque el mensaje sale del núcleo

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El alargamiento del RNA está acoplado su procesamiento

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La salida del mensaje del núcleo es coordinada

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El receptor de exporte nuclear dirige la salida

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En

eucariontes,

cada paso en

la regulación

de la

expresión

genética (de

transcripción

a traducción),

es una

subdivisión

de un

proceso

continuo.

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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

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Procesamiento del rRNA en procariontes

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Procesamiento del rRNA en eucariontes

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El nucléolo es el lugar de síntesis de rRNA y pre-ribosomas

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Nature Reviews Molecular Cell Biology 2, 514-520

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Alberts et al., 3rd ed., p 232

El ribosoma

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Ribosomas procariontes y eucariontes

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cabeza

plataforma

base

Protuberancia central

Tallo

Cumbre

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El rRNA juega un papel muy importante en la traducción

rRNA 23S

rRNA 16S

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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.

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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

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Bases

modificadas

que se

encuentran en

los tRNA

• Pseudouracilos (

• 4 tiouridina

• 2 metilguanina

• 2 isopententenil adenina

• Dihidrouridina (D)

• Inosina

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Procesamiento del intron en los tRNA en eucariontes

Una endonucleasa corta en los sitios donde hay

protuberancias y una DNA ligasa sella esos cortes

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Los tRNA

tienen una longitud de aproximadamente 80 nucleótidos