de adn a proteína - pccgenfq · pdf filemoléculas de rnat en eucariontes ocurre...

De ADN a proteína

Los genes se expresan con diferente eficiencia

El mecanismo de transcripción

Diferentes clases de ARN´s

Transcripción en bacterias

La cadena codificante tiene la misma secuencia que el transcrito

•  The promoter functions as a recognition site for transcription factors

•  The transcription factors enable RNA polymerase to bind to the promoter forming a closed promoter complex

•  Following binding, the DNA is denatured into a bubble known as the open promoter complex, or simply an open complex

Initiation

Elongation

  RNA polymerase slides along the DNA in an open complex to synthesize the RNA transcript

Termination

  A termination signal is reached that causes RNA polymerase to dissociated from the DNA

Promotor: secuencias de ADN que es reconocida por la ARN polimerasa y proteínas asociadas a ella para iniciar la transcripción

purina

Carácterísticas del promotor

Los promotores tienen orientación

La dirección de la transcripción de los genes puede variar en el cromosoma

La ARN polimerasa es la encargada de copiar el ADN

Factores sigma (σ)

Existen diferentes estados en la iniciación

Elongación de la cadena

Terminación de la transcripción

terminadores intrínsecos •  ρ-independent termination is facilitated by two sequences in

the RNA –  1. A uracil-rich sequence located at the 3’ end of the

RNA –  2. A stem-loop structure upstream of the Us

NusA

URNA-ADNA hydrogen bonds

are very weak

No protein is required to

physically remove the RNA from the DNA

Stabilizes the RNA

pol pausing

terminadores dependientes de Rho

sitios rut rho utilization site

Rho protein is a

helicase

Note: This is an intrastrand RNA:RNA interaction (folding stabilized by H-bonding of A-U and C-G)

Mensajes policistrónicos

Estructura de los mRNA

Transcripción en eucariontes

Structure of a bacterial RNA polymerase

Structure of a eukaryotic RNA polymerase II

ARN polimerasas

Diferentes tipos de ARN polimerasas

Los promotores eucariontes también tienen sitios consenso

•  El núcleo del promotor es relativamente corto •  consiste de la caja TATA, quién es importante para determinar el sitio

preciso del inicio de la transcripción •  El núcleo del promotor por sí mismo produce una

transcripción de bajo nivel conocida como transcripción basal

Generalmente una adenina

Transcripción basal

A close complex

•  TFIIH plays a major role in the formation of the open complex

–  It has several subunits that perform different functions

  One subunit hydrolyzes ATP and phosphorylates a domain in RNA pol II known as the carboxyl terminal domain (CTD)

  This releases the contact between TFIIB and RNA pol II

  Other subunits act as helicases   Promote the formation of the open complex

Released after the open complex is

formed

RNA pol II can now proceed to the

elongation stage

Factores de transcripción

Proteínas activadoras de la transcripción

Procesamiento del ARN

Adición del CAP

1)   La fosfatasa remueve un fosfato del 5´ 2) Una guanil transferasa agrega GMP 3) Una metil transferasa agrega un grupo metilo

RNA displacement loop

mRNA cannot hybridize to this region

because the intron has been spliced out from the mRNA

Identificación experimental de los intrones

Vista al microscopio electrónico

Hybridization caused the formation of two R loops, separated by a double-

stranded DNA region

Se puede deducir el número de intrones

Intrones del grupo I y II (autocatálisis)

  En eucariontes la transcripción de genes estructurales produce un transcrito largo conocido como pre-mRNA   También RNA heterogéneo

nuclear (hnRNA)

  Este RNA es alterado por corte y otras modificaciones antes de salir del núcleo

  El corte requiere de la ayuda de un multicomponente estructural conocido como spliceosome

Existen secuencias específicas en los límites exón-intrón

Moléculas de ARN-proteína (snRNP) son las responsables del corte

Intron loops out and exons brought closer

together

Intron will be degraded and the snRNPs used again

Puede existir corte alternativo en los genes

El corte alternativo puede producir varias isoformas a partir de un gen

Terminación (Poliadenilación)

El ARN es cortado y la enzima Poli-A polimerasa (PAP) agrega A´s

Proteínas de unión al poli-A se unen al extremo 3´ hasta que el mensaje sale del núcleo

Procesamiento del ARNr

procariontes

eucariontes

Otros tipos de ARNs pequeños ayudan en la metilación

El nucleolo es el lugar de síntesis de ARNr y ribosomas

Modificación química de bases

La RNAasa P, una endonucleasa que reconoce la conformación del extremo 5´ corta un grupo de nucleótidos dejando este extremo en su forma final. La RNAasa P es una ribonucleoproteína formada por un RNA de 377 nucleótidos y una proteína de 20 KDa. En este complejo la acción catalítica la aporta el RNA. Es posible que la RNAasa P actúe antes que la transcripción culmine. En el extremo 3´ actúa una endonucleasa no caracterizada que elimina un grupo de bases, después una exonucleasa, la RNAsa D elimina los restantes nucleótidos. El triplete CCA característico de estas moléculas es añadido por una RNAt nucleotidil tranferasa

Procesamiento de ARNt en procariontes

Procesamiento del ARNt en eucariontes

La modificación de los extremos 5´y 3´de estas moléculas de RNAt en eucariontes ocurre de

manera muy similar al de bacterias. El triplete CCA del extremo 3´ no está codificado por el

gen en cuestión sino que es añadido posteriormente por otras enzimas. En las

moléculas de RNAt eucariotas se encuentran las mismas bases modificadas aunque en menor medida. Estas, al igual que en procariontes tienen una posición fija y se encuentran en zonas de no apareamiento de la molécula.

En los organismos eucariotas la existencia de genes fragmentados implica un evento adicional en el procesamiento de los RNAt, la eliminación

de intrones.

Procesamiento del intron en los ARNt en eucariontes

Una endonucleasa corta en los sitios donde hay protuberancias y una ARN ligasa sella esos cortes

INHIBIDORES DE LA TRANSCRIPCIÓN

ACTINOMICINA D y ACRIDINA: inhiben la elongación. Se intercalan en el DNA entre sucesivos pares GC, deformando la doble hélice, impidiendo el avance de la RNA polimerasa. RIFAMPICINA: antibiótico que se une a la subunidad β de la RNA polimerasa bacteriana, impidiendo el inicio de la transcripción. α-AMANITINA: inhibidor específico de la transcripción en eucariotas. Tóxico veneno producido por el hongo Amanita phalloides. Bloquea la síntesis de mRNAs por la Pol II y a altas concentraciones a Pol III. NO AFECTA A LA RNA POLIMERASA BACTERIANA.

Las rifamicinas son antibióticos producidos por Streptomyces mediterranei, con buena actividad contra bacterias Gram-positivas y contra Mycobacterium tuberculosis. Su mecanismo de acción estriba en la inhibición del inicio de la transcripción, uniéndose de modo no covalente a la subunidad ß de la ARN polimerasa bacteriana.

α-amanitina

Es un octapéptido bicíclico que se obtiene del hongo Amanita phalloides. Inhibe la transcripción de la RNA polimerasa II eucarionte.

Inhibidores de la transcripción

+ N H

Sar L-Pro L-meVal

D-Val L-Thr

O

Sar L-Pro L-meVal

D-Val L-Thr

O

O O C C N NH2

O O CH3 CH3

Acridina

Actinomicina D

Se intercala entre bases G y C

Reacción de corte en la unión exón-intrón