TRANSCRIPCIN

TRANSCRIPCINMG LORENZO CASTRO GERMANA DESCRIPCION GENERALTRANSCRIPCINEs el proceso por el que se sintetiza ARN, dirigido por una plantilla de ADN.El proceso esta catalizado por ARN polimerasas dependientes de ADN, que desenrollan el ADNds para exponer aquellas bases no emparejadas sobre las que forman los hbridos ADN-ARN.El ARN se sintetiza en forma 5-3.La plantilla de ADN exhibe cierta polaridad de forma que slo una cadena puede actuar como tal plantilla (cadena de plantilla).La otra cadena se denomina cadena de cifrado, ya que tiene la misma composicin de bases que el ARN, excepto que las timinas (T) se sustituyen por uracilos (U).

TRASLACINEs la biosntesis de polipptidos dirigida por ARNm.Es un complejo proceso que involucra varios cientos de macromolculas.

ESTRUCTURA DEL GENUn gen es un nucletido que codifica una secuencia que trae como consecuencia la produccin de ARNm funcional y de un poli pptido. La hiptesis un gen, un polipptido establece que la secuencia de bases de ADN determina la secuencia de aminocidos en el poli pptido correspondiente. Los exones son las secuencias expresadas (esto es, aquellas que codifican los aminocidos) y los intrones son las secuencias de intervencin no codificadoras.Los intrones son:Raros en los genes procariotasInfrecuentes en los eucariotas inferiores, como las levaduras.Abundantes en los eucariotas superiores (los intrones rara vez faltan en los genes estructurales de los vertebrados).

Regin promotorEsta situada en el ADN antes de un gen.Estudios de analisis de secuencia han revelado secuencias de consenso en los procariotas y eucariotas, vitales para la funcin promotor. La secuencia ms conservada en el promotor de E. coli es la caja TATAAT que forma el punto inicial para la enzima de transcripcin ARN polimerasa.En los eucariotas la secuencia de consenso es la caja GC (GGGCGG), caja TATA y la CAAT.

TRANSCRIPCIN DEL ARN EN EUCARIOTASNombreLugar de sntesisPolimerasa responsableCaracterstica de la secuencia promotoraCaractersticas de las molculas de ARNARNhn NucleoplasmaPol IILarga y diversa; los genes de mantenimiento contienen una caja GC; los genes estructurales contienen una caja TATA Precursores del ARNm: ARNm maduro producido por conjuncin. ARNtNucleoplasma

Pol IIIDentro de la regin transcrita del gen Conformacin en hoja de trbol producida por una estructura secundaria ARNrNuclolo (excepto 5S. Sintetizado en el nucleoplasma Pol I para 5, 8, 18, 28 S;Pol III para 5SEl promotor Pol I se extiende desde -142 a +6 del ARN; los genes desde -7 a +6 guan a Pol I hasta el punto de iniciacin Forma complejos denominados snRNP (snurps) asociados con la formacin de spliceosomes para modificacin del ARNhn despus de la transcripcin. ARNsnNucleoplasmaARNm-mtMitocondriaPolimerasa mitocondrial especficaAsociado con la sntesis de protenas en las mitocondrias ARNt-mt

MitocondriaPolimerasa mitocondrial especfica

Asociado con la sntesis de protenas en las mitocondrias

RNA POLIMERASASSon enzimas responsables de la sntesis de RNA, empleando DNA como molde.Todos los RNA son sintetizados por estas enzimas en una direccin 5-3 respecto a la unin de nucletidos. Esta polaridad de la sntesis implica que la hebra de DNA utilizada como molde sea leda en la direccin 3-5.Los RNA polimerasas son enzimas multimericas de gran tamao que transcriben segmentos definidos de DNA en RNA con alto grado de selectividad y especificidad. En las clulas de los procariotas existe tan slo un tipo de RNA polimerasa, que sintetiza las tres clases generales de RNA.En las clulas eucariotas presentan tres clases de RNA polimerasas: La RNA polimerasa I sintetiza los RNAtLa RNA polimerasa II sintetiza los RNAmLa RNA polimerasa II sintetiza los RNA de pequeo tamao, includo los RNAtPROCESO DE TRANSCRIPCININICIACIN Implica la interaccin de la RNA polimerasa con el DNA en una localizacin especifica, de modo que la secuencia correcta de DNA pueda utilizarse como molde para la sntesis de una molcula de RNA. Ya que la mayor parte del DNA de una clula no codifica protenas, un aspecto importante de la transcripcin es centrarse en secuencias especficas del DNA.Esto se soluciona a travs de la interaccin de la RNA polimerasa con lugares especficos del DNA, denominados promotores. Los promotores son unas secuencias caractersticas de DNA que generalmente estn localizadas delante del gen que ha de transcribirse (secuencia arriba o upstream). En los eucariotas, adems de los elementos de secuencia requeridos para la expresin basal, presentan tambin secuencias responsables de regular la velocidad de iniciacin de la transcripcin.

Estas secuencias son conocidas como facilitadores o potenciadores (enhancers) o silenciadores (silencers).Estos elementos pueden localizarse a grandes distancias tanto secuencia arriba (upstream) como secuencia abajo (downstream) respecto al lugar de inicio de la transcripcin.

ELONGACIN Es el proceso de los ribo nucletidos complementarios y de formacin de enlaces fosfodiester entre estos nucletidos y la cadena naciente. Es un proceso rpido, que ocurre a una velocidad de 40 nucletidos por segundo. El DNA de doble hebra debe estar completamente desenrollado, para que sirva de molde a la RNA polimerasa.Las DNA topoisomerasas I y II, que estn asociadas al complejo de transcripcin, tienen la capacidad de desenrollar y separar las hebras.

TERMINACINEste es un proceso menos preciso en los eucariotas que en los procariotas porque el extremo 3de la molcula experimenta una modificacin postranscripcin donde la copia es hendida en una secuencia AAUAAA altamente conservada. Las tres RNA polimerasas de los eucariotas utilizan mecanismos diferentes para finalizar la transcripcin. La RNA polimerasa I utiliza una protena especfica para finalizar la trasncripcin de los RNAr.La RNA polimerasa III emplea una secuencia de finalizacin especfica. La RNA polimerasa II usa factores proteicos y elementos de secuencia para finalizar la transcripcin.En los procariotas tiene el mecanismo de finalizacin rho independiente y rho dependiente. MODIFICACIN POSTRANSCRIPCIN EN EUCARIOTASADICIN DE UNA CUBIERTA 5Es una modificacin muy precoz que se produce poco despus de la transcripcin.Se aade un estructura cobertora, que contiene 7-metilguanosina, al extremo 5 de la copia en crecimiento. Funciones de la cubierta 5: Protege al ARNm de ataques enzimticos Ayuda al empalme de los fragmentos Estimula la traslacin del ARNm.

RUPTURA 3 DE LA SECUENCIA AAUAAA Y ADICIN DEL EXTREMO POLI (A)La ruptura proporciona al extremo 3 de la copia una terminacin bien definida.La cola poli (A) se origina a partir de adenosina trifosfato (ATP) por la enzima poli (A) polimerasa. EMPALMELos ARN nucleares heterogneos (ARNnh) son copias primarias del ADN genmico.La produccin de ARNm maduro en los eucariotas a partir de ARNnh implica un proceso denominado empalme de los genes. El empalme de los genes consiste en la retirada de intrones no codificadores y en la reunin conjunta de los exones intermedios. Este proceso se produce en el ncleo, en un complejo ARN-protena llamado el spliceosome (empalmosoma)

Cada empalmosoma consiste en: Una estructura central constituida por tres subunidades llamadas snRNP (snurps).Cada snRNP contiene por lo menos un ARNsn y varias subunidades proteicas.

El proceso de empalme se basa en la existencia de secuencias de consenso dentro del ARNnh, que son conocidas por el empalmosoma.Cada intrn comienza con un 5-GU y termina con AG-3, estas zonas son reconocidas por los ARNsn.

COMPARACIN DE LA TRANSCRIPCIN EN PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS PROCARIOTAEUCARIOTAUbicacin Citoplasma Ncleo: 5,8S/18S/Nuclolo: 28S ARNrNucleoplasma: 5S ARNr, ARNt, SRNmARN polimerasaEspecie unica: ARNP (E. coli); gran holoenzima; la enzima central consta de 4 subunidades: 2Tres ARN polimerasas en el ncleo: Pol I transcribe el ARNr; Pol II, el ARNm; Pol III, el ARNr y ARNt. Consta de dos grandes subunidades con homologa a las subunidades procariotas y de un complejo grupo de aproximadamente 12 pequeas subunidades. IniciacinLa subunidad S se asocia a la enzima central y facilita la unin al promotor Empalme complejo de protenas Finalizacin El ARN forma una asa estable en horquilla entre la regin rica en A-T y la regin con abundante G-C; a continuacin el emparejamiento dbil de bases entre ARN poli (U) y el ADN favorece la disociacin; el factor es una enzima que facilita la terminacin de la transcripcin con o sin el asa en horquilla. La finalizacin es imprecisa y se desconoce su seal Modificacin pos-transcripcin El ARNm requiere poca o ninguna modificacin ARNhn= precursor ARNm; cubierta metil 5 aadida durante la transcripcin; extremo 3 escindido en el punto AAUAAA y adicin de una cola poli A; intrones eliminados por escisin. ARNmPolicistronico: cada copia puede codificar ms de un poli pptido Monocistronico. Puede codificar un solo poli pptido. ANTIBITICOS Y TRANSCRIPCINLa actinomicina inhibe ambas polimerasas, de ADN y ARN, al intercalarse entre los G-C en el doble hlice de ADN e inhibe la sntesis de cido nucleico. La rifampicina inhibe de forma especfica las ARN polimerasas de los procariotas. Al permanecer unida al promotor, bloque la elongacin de la cadena, evitando que se formen nuevos complejos de iniciacin.

OPERONES Y CONTROL DE LA SNTESIS DE ARNLa sntesis de los ARNm policistrnicos bacterianos est regulada de una manera especial. El mensaje policistrnico est codificado en un tramo continuo de ADN que contiene la informacin relativa a la sntesis de varias protenas necesarias para llevar a cabo una funcin metablica determinada. Un conjunto de genes de este tipo se denomina OPERON, que es copiado desde un promotor para dar un ARNm policistrnico. El opern lac de E. coli ha sido particularmente bien estudiado y codifica tres genes implicados en el metabolismo de lactosa.

SNTESIS DE PROTEINASMG LORENZO CASTRO GERMANA INTRODUCCINLa sntesis de protenas, se denomina traduccin porque comprende el cambio del lenguaje de cidos nucleicos (sucesin de bases) al lenguaje de las protenas (sucesin de aminocidos).En el citoplasma, el ARNm se mueve hacia los ribosomas. Para que se pueda sintetizar una molcula de protena deben llegar los aminocidos a los ribosomas.Los aminocidos que se necesitan estn dispersos en el citoplasma. Se encuentran los aminocidos correctos y llegan al ARNm por el ARN de transferencia (ARNt)

PROPIEDADES CODIFICADORAS DE LOS CIDOS NUCLEICOSEn el proceso de traduccin desde ADN a protena, los aminocidos estn codificados por grupos de tres bases llamados codones. Como los cidos nucleicos contienen cuatro bases, los codones podran llegar especificar 43 (64 ) aminocidos. Las molculas ARNt son ms cortas que las de ARNm y tienen forma de trbol.En uno de los extremos de la molcula ARNt, hay un conjunto de bases llamada anticodn.El lado opuesto del ARNt transporta un aminocido.Las bases de los anticodones del ARNt son complementarias a las bases de los codones del ARNm.

PROPIEDADES DEL CDIGO GENTICO REDUNDANCIA. Puesto que hay 64 codones y slo 20 aminocidos utilizados habitualmente en la sntesis de los polipptidos, una gran proporcin de los codones puede considerarse redundante. DEGENERACIN. El cdigo gentico est degenerado, lo que significa que cada aminocido est codificado por ms de un codn. Esto reduce la cantidad de redundancia. LA DEGENERACIN DEL CDIGO SE ACOGE A LA HIPTESIS DEL BAMBOLEO. A veces se produce emparejamiento de bases no WATSON-CRICK entre el codn y la tercera base del anticodn de ARNt.UNIVERSALIDAD. Se observa el mismo cdigo gentico en casi todos los organismos vivos. CODONES DE PARADA O TRIPLETES SIN SENTIDO. Indican al ribosoma que debe parar la sntesis de protena. SNTESIS DE PROTENAS EN LOS PROCARIOTAS Los componentes necesarios para la traslacin son ARNm, ARNt, ribosoma, GTP, factores de iniciacin y factores de elongacin. Los aminocidos se combinan con su correspondiente ARNt en una reaccin catalizada por una aminoacil transferasa especfica. La traslacin consta de tres fases: inciacin, elongacin y terminacin.

INICIACIN El complejo de iniciacin est compuesto por un ribosoma, ARNm y ARNt iniciador. Este proceso requiere: Tres factores de iniciacin, IF-1, IF-2 e IF-3Una molcula de GTP. El ARNt iniciador es f-Met-ARNt. Lleva un residuo de metionina formilado y reconoce un codn AUG situado en el ARNm. Cada ARNm contiene muchos codones AUG en sus diversos fragmentos de lectura. El que corresponde al comienzo de la traslacin va precedido por una porcin de nucletidos ricos en purina, llamada secuencia Shine-Dalgarno.Esta se une a una correspondiente secuencia rica en pirimidina en la unidad S del ribosoma.

ELONGACIN La elongacin de la cadena implica la adicin de residuos aminoacilos al poli pptido en crecimiento. Es un proceso de tres fases. FASE PRIMERA El aminoacil-ARNt se une al punto ribsomico A, como se indica a continuacin: Formacin del complejo aminoacil-ARNt, GTP y EF-Tu.Unin codn-anticodn con hidrlisis concomitante de GTPLiberacin de GDP y fosfato inorgnico (Pi) y EF-Tu

FASE SEGUNDALa formacin del enlace peptidico esta catalizada por una peptidiltransferasa en la subunidad 50 S.El grupo peptidil del punto P es aadido al grupo aminoacilo en el punto A.La reaccin est gobernada por un enlace ster de alta energa entre el grupo aminoacilo y el ARNt. FASE TERCERA El proceso de traslocacin se produce de la siguiente manera: Se expele el ARNt no cargado.El conjunto peptidil-ARNt se transfiere desde el punto A al punto P. Esto requiere EF-G y GTP. El ARNt est todava unido al codn de ARNm, por lo que, conforme el peptidil-ARNt se va trasladando desde el punto A al punto P, el ARNm se mueve con l. Ahora ya existe un nuevo codn en el punto A.

TERMINACINLos codones de finalizacin, UAA, UAG y UGA, son reconocidos por factores de liberacin ms que por ARNt: RF-1 reconoce UAA y UAGRF-2 reconoce UAA y UGARF-3 que se une a GTP, estimula la unin de RF-1 y RF-2 en el ribosoma.

La unin de un RF hace que la peptidil transferasa transfiera el grupo peptidilo al agua en vez del grupo aminoacilo.Esto provoca la liberacin de un poli pptido libre. Desde el ribosoma se libera el ARNt no cargado y se expelen los RF.

COMPARACIN ENTRE LA TRASLACIN EN PROCARIOTAS Y EUCARIOTASPROCARIOTAS EUCARIOTASRibosomaSubunidad grande 50S, subunidad pequea 30 S, ribosoma completo 70SSubunidad grande 60S, subunidad pequea 40S, ribosoma completo 80SIniciacinTres factores de iniciacin llamados IF-2, 3; el ARNt iniciador lleva f-met (metionina formilada); codon de inicio AUG; la secuencia Shine-Dalgarno precede al punto de inicio en el ARNm; se une a una secuencia complementaria en al subunidad S del ribosoma. Ms de diez factores de iniciacin con multiples subunidades llamadas eIF; el ARNt iniciador transporta Met (noN-formilada); el codon de comienzo AUG; ausencia de secuencia SHINE-Dalgarno; la cubierta de ARNm 5-metilada puede tener un punto en al subunidad S del ribosoma que gua al complejo de traslacin hasta el punto de inicio . Tipo del cdigo ARNmPolicistronico (el ARNm codifica ms de una proteina) Monocistronico (ARN siempre codifica una sola proteina)ElongacinFactores de elongacin denominados EF-Tu, EF-Ts y EF-GEF-Tu y EF-Ts son remplazados por un solo factor, eEF-1, EF-G es remplzado por eEF-2Finalizacin Tres factores liberados RF-1,2,3: RF-3 se une a GTP y el complejo formado estimula la unin RF-1 y 2 al ribosoma; la hidrlisis del GTP desencadena el desempalme del complejo. Factor de liberacin nico, eRF, que se une al ribosoma con GTP; la hidrlisis del GTP desencadena la liberacin de RF del ribosoma. ANTIBITICOS Y SNTESIS DE PROTENAS ANTIBITICOS QUE INHIBEN LA TRASLACINAntibiticoLugar de accinProceso inhibido Estreptomicina Subunidad 30S del ribosoma de los procariotas Iniciacin/elongacin (provoca lectura errnea del ARNm)Eritromicina Subunidad 50S de los procariotas TraslocacinCloranfenicolSubunidad 50S de los procariotasPeptidil transferasa CicloheximidaSubunidad 60S de los eucariotasPeptidiltransferasaTetraciclinaSubunidad 30S de los procariotas Unin del aminoacil ARNt al punto A del ribosomaMODIFICACIN POSTRALACIN DE LAS PROTENAS MODIFICACIONES POSTRASLACINDestinoFuncin de la protenaModificacin ResiduoEjemploSecretadaEstructuralEnzimaHormonaFactor de la coagulacinAnticuerpoHidroxilacinRotura por hidrlisisRotura por hidrlisis CarboxilacinGlucosilacin (N-ligada)Lys/Pro(enlace peptidico)(enlace peptidico)GluAspColgenoPepsinogeno-pepsinaProinsulina-insulinaProtrombina-trombinaIgGMembranaReceptorReconocimiento celularActivacin de receptorFormacin de lpidosGlucosilacin (O-ligada)FosforilacinGly/CysSerTyrReceptores de AcAntgenos de Grupo S.Activacin del Factor de Crecimiento CitoplasmaEnzimaFosforilacinTyrActivacin LisosomaEnzimas hidrolticasGlucosilacin (N-ligada)

AspHidrolasas cidas