ribozimas y epigenética
TRANSCRIPT
arias más frecuentes
legarse formando estructuras complejas
tructura e modificar a gusto…..
) RNAi Therapeutics: How Likely, How Soon? PLoS Biol 2(1): e28
Ribozimas y Epigenética
Genética I
1er Cuat 2010
Los ARNs de simple cadena pueden plegarse formando es
Robinson R (2004
Estructuras secund
Los ARNs de simple cadena pueden p
s complejas La especificidad se pued
ímica.u propi
que lasn su ay un
s enzimucleasa in vitroos de
vidad y
or de are
) en griss 31) in oro.
ncional del ribosoma ES NTALMENTE UNA RIBOZIMA
ura tridimensional de la subunidad mayor ibosoma bacteriano en 2000 mostró que la de las uniones peptídicas entre aminoácidos na polipeptídica naciente es catalizada por el S cumpliendo las 31 proteínas la función de la estructura terciaria (espacial) necesaria.
Ubicua: bacterias, eubacterias, mamíferos
sor del t-
ependien
lizar var de la po
actuar liia varios
Potato Spindle Tuber Viroid
genes”
V
Función: procesa 5´ del precur
En Euca, transcripcion polIII d
Rnasa P bacteriana: puede cataciclos de clivaje independienteproteica
RNAsa P euca: también puedeproteína, pero con una eficiencórdenes inferior a la bacteriana
tRNA sustrato
RibozimasMolécula de ARN que cataliza una reacción quMuchas de las ribozimas naturales catalizan sclivaje.Han sido definidas como falsas enzimas dado mismas no permanecen inalteradas o recuperaestructura molecular después de la reacción (Hciclo de reacción). Las versiones sintéticas son más parecidas a laverdaderas y en algunos casos, como la Ribonactividad catalítica del ARN puede observarseausencia de proteína, promoviendo varios ciclreacciónTambién el ADN puede tener este tipo de actillama deoxiribozimas
RNase P
RNA
te
ios rción
bre de
Son patógenos de plantas, pero el HDque infecta humanos es similar
o
sólo
as P, la , en
se las
Estructura de lasubunidad mayrRNAs bacteriandeterminada pocrystalografía drayos X
rRNAs (5S and 23Sproteinas (27 de la
La parte fuFUNDAME
La estruct(50S) del rformaciónen la cadeARN de 23mantener
Viroides: organismos “sin
genase ribozyme
. An alcohol dehydrogenase ribozyme Nat Struct Biol 2003 10:713
(NAD+)‐dependent redox‐active RNAs
epigenética?
Epi: por sobre
ante la mitosis o meiosis y que no n la secuencia de ADN
Russo, Martienssen, and Riggs 1996
ecesarios para que se lleve a cabo
Robin Holliday 2006
ente predice el fenotipo
Replicación por RNApolII u otras RNApol DNA dependientes
Autoclivaje por ribozima con estructura de martillo, “Hammerheadribozyme”
Por sobre la genética mendeliana
Son los cambios que se heredan durpueden ser explicados por cambios e
La suma de todos los mecanismos nel programa de desarrollo
El genotipo no necesariam
An alcohol dehydro
Tsukiji S, Pattnaik SB, Suga H
¿Qué significa
ética?
rmedade
vos
ite la in
ue producen cambios epigenético
Gen X
Secuencia WTExpresión anómala
Metilacióndel DNA
RNA de interferencia
Imprinting
Interacciones entre cromosomas
¿Por qué es importante estudiar epigen
Parece ser la causa de un número importante de enfehumanasLas excepciones a la genética mendeliana revelan nuemecanismos que pasaron inadvertidos Es una nueva visión de la regulación génica que permdel ambiente
Gen X
Secuencia WTExpresión correcta
Modificación de la cromatina
s
fluencia
Mecanismos moleculares q
5 del an
odos los
edio del
ncuentra
metilación se mantienerante la replicación del N
n génicasas (HAC) y los represores,
deacetilasas (HDAC)
Metilación del ADN
• En mamíferos, el ~1% del DNA está metilado en el carbonopirimidínico de la citosina (5-metilcitosina).
• Es más frecuente en los dinucleótidos 5’-CpG-3’(~70% de tCpGs).
• En general, los CpGs están subrepresentados
Islas CpG
• Regiones de 500-1 kb de contenido G+C mayor al del promgenoma.
• Sufren poca metilación.
• El ~ 60% de los promotores de mamíferos (RNA Pol II ) se elas islas CpG.
Las histonas modificadas controlan la expresió
illo
n en
LaduAD
aLos activadores reclutan acetil
H3 cauphila
del DNA están conectados
tes en la metilación de la Lys9 el DNA
ONYTE, que codifica para unade las metilaciones en la C de
e
Position effect variegation
y Enhancers de la “variegation”
Screening genéticoPermitió la caracterización de los genes del PcG (Polycomb
tilasas de histonasrque la represión de la transcripciónesaparecida la señal que la originó
La pérdida de la fosforilación de la Ser 10 de la condensación de los cromosomas en Droso
La heterocromatinización puede propagars
Group)Algunos codifican para meSu efecto es epigenético poes estable aún después de d
sa La metilación de las histonas y
Cepas de Neurospora deficiende la H3, tienen hypometilado
El gen de Arabidopsis KRYPTmetilasa la Lys9 de la H3 pierlos trinucleótidos CpNpG
Su(VAR) y E(VAR) Supresores
e la
y animale
o o interferencia (iRNA)toria reciente
La proteina HP es importante para el mantenimiento dheterocromatina
La proteina HP se encuentra en organismos distantes como plantas
sEpigenética: SilenciamientUn poco de his
GFP RB
Tr
Tran
Fluo
NA Generación de microRNAssiRNAs en plantas
Gene silencing in plants. p 35S GFPLB RBPFGintron
Transcription
GFP PFGintronCAP
Poly A
Poly A
PFG
GFPCAP
DICER
RISC
DICER
p 35SLB
GFPCAP
gene silencingmRNA degradation
CAP
Poly A
No Fluorescence
GFPCAP
Poly ARISC
Heterocromatinización mediada por siR
anslation
Poly A
scription
rescence
erosa herramienta
ar
nactivación de un ón celular
pensación de dosis
Son fenómenos epigenéticosInactivación del X en mamíferos
RNAi es una poderosa herramienta
Genoma vs Epigenoma
En aves ZW son hembras yZZ son machos
RNAi es una pod
En C. elegans es muy fácil de us
Pronúcleos no migran, por igen involucrado en la divisi
Fenómenos de com
ron ide
tion Cet (RNA
en el enciado
El estudio de translocaciones cromosómicas permitieLocus Xic
Regla: n-1Xic=X inactivaCodifica p/ Xis
Xist se expresacromosoma sil
ntificar al
nter)
nómeno epigenético
El proceso empieza en las gametas el epi‐“alelo” destinado a inactivarse (según el gen es paterno o materno) se “marca” por
posibilita la unión de factores de
a o “imprinting”
Figure 7-82 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)
metilación del promotor lo que imtranscripción
El imprinting como fe
Impronta Genétic
pronta
g?
tones) o accidental (en romosoma en particular de el otro es usualmente fatal leta del genoma) o produce o.ncia del cromosoma 15, de drome de Prader‐Willi. Si es drome de Angelman. s somáticas puede derivar ilms en el cual ambas .
s
Prader-Willi
-Retardo mental
Angelman
--Risa excesivaRisa excesivaicroceficrocefetraso ietraso inotorotorificultadificultad
nguajenguaje
Ambdel fherepadr
ntioncogenes
Cromosoma 11
-Retardo mental--Obesidad extremaObesidad extrema--Baja estaturaBaja estatura--Manos y pies pequeManos y pies pequeññososCromosomaCromosoma1515
Ambas copias del fueron heredadas de la madre
--MM--RRmm--DDlele
La metilación del ADN causa el inprinting o im
Casos en seres humanoSíndrome de Síndrome de
aliaaliantelectual y telectual y
del del
as copias ueron dadas del e Rabdo-mio-sarcoma-embrional
Gen Rd
Supresor de tumorX
X
¿Es importante el imprintin
La herencia intencional (en rahumanos) de 2 copias de un cuno de los padres y ninguno d(aunque haya una copia compserios defectos en el desarrollPor ejemplo, la falla en la hereorigen paterno, produce el sínde origen materno causa el sínFallas de imprinting en célulaen cáncer como el tumor de Wcopias del gen Igf2 se expresan
Impronta y ACánceres infantiles...
ta requiere en un caso
Los priones como fenómeno epigenéticoEl caso de psi en levaduras
¿relacionado con el silenciamientotranscripcional?Si bien la señal de impronta epigenética es lametilación, el mantenimiento de la impronla producción de RNA (lo que lo convierte de silenciamiento génico)
Priones en mamíferos