Biología molecular 6a, Apuntes de Biología Molecular

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Transcripción Francisco J. Herrera Facultad Ciencias de la Vida, Universidad Estatal Amazónica Biología Molecular 6A Ing. Luis F. Cartuche 31 de julio del 2020

TRANSCRIPCIÓN

• Es el primer paso de la expresión genética
• Su secuencia de nucleótidos son idénticos a la cadena opuesta de ADN denominada cadena codificadora. Cambio T por U
• Síntesis de una cadena ADN complementario y antiparalela a la cadena molde. Sirve para que el ADN salga de núcleo celular a otros orgánulos celulares por eso se transforma en ARN.
• Paso previo a la generación de proteínas funcionales que definen el metabolismo y la identidad de las células. Genes (Cromosoma-Locus) secuencia lineal de nucleótidos. Para síntesis ARN: ARNm, ARNt o ARNr. -Eucariota: Unidad transcripcionales monocistrónicas; constituidos por secuencias regulatorias y codificantes. -Procariota: organizado en operones que son conjuntos de genes. -El inicio del sitio de transcripción se denomina +1 y la numeración aumenta conforme se dirige al extremo 3’ (corriente abajo), donde se encuentran las secuencias codificantes del gen. En el extremo 5’, en la dirección opuesta (corriente arriba), la numeración se indica como -1. -La región codificadora del gen contiene regiones que no serán traducidas denominadas intrones y que son retirados por medio del proceso corte y empalme (splicing) del ARNm primario o heterogéneo nuclear (ARNhn).

-La secuencia consenso denominada caja TATA (ocho pb A-T), se encuentra en la mayoría de los promotores (–31 a –25 bp hacia el extremo 5’ del punto de inicio). Se localiza en una dirección relativamente fija con respecto al punto de inicio. Los promotores que carecen de caja TATA se denominan TATA menos. El DPR (downstream promoter element) es un elemento común en los promotores TATA menos (+28 a +32). -Promotores basales fuertes: ubicados en genes procariontes y virales (la maquinaria de transcripción basal se une de forma eficaz y la tasa de transcripción es elevada). -Promotores basales débiles: la mayoría de los promotores de genes eucariotes, tienen un inicio de la transcripción menos frecuente, por lo que requieren secuencias accesorias contenidas en promotores proximales (200pb corriente arriba del inicio de transcripción) -Promotores proximales: las cajas GC, CAAT y el octámero. El número y la posición de estos elementos varían entre los promotores de los diversos genes. -La unidad de transcripción es la interacción de todas las secuencias funcionales o estructurales posibles, así como el complejo proteico (enzimas) y TF que se requieran durante el proceso de la transcripción. -Los promotores distales son regiones regulatorias (más complejas y pueden activar o desactivar genes) que ayudan a los promotores débiles a iniciar la transcripción (200pb región 5’ y 3’).

-Los potenciadores o secuencias amplificadoras (enhancers) son secuencias cortas que potencian o aumentan la transcripción del gen de manera cooperativa con otras secuencias reguladoras, alteran la estructura del ADN porque inducen el superenrollamiento en la zona del promotor basal y aumentan la unión de TF, lo que implica una aproximación física entre ambos y una flexibilidad en la molécula de ADN favoreciendo el inicio de la transcripción. -Los silenciadores (silencers) son secuencias cortas de nucleótidos: los elementos silenciadores y los elementos de regulación negativa (NRE). -La presencia de secuencias aisladoras inhibe la acción de un potenciador o un silenciador, porque bloquear la transmisión de la señal de un sitio a otro en el ADN e impedir el silenciamiento. La mayoría de los potenciadores o silenciadores actúan sobre el promotor que se encuentra vecino, sin ser específicos de un determinado gen. -ARN pol (enzima), que sintetiza una cadena de ARN en dirección 5’ - 3’ al igual que la ADN pol. Actúa de manera continua durante toda la unidad de transcripción: primero sobre el promotor basal, continúa en la secuencia codificadora y finaliza en una secuencia de terminación. -En las células eucariotas los genes nucleares son transcritos por tres tipos de ARN pol: I, lI y III, que transcriben diferentes tipos de genes en lugares específicos del núcleo. Las ARN pol de mitocondrias se asemejan más a la ARN pol bacteriana, por sus sencillos genomas de estos organelos.

-La transcripción, en el núcleo la molécula de ADN se separa en dos cadenas sencillas y una se utiliza como molde para la síntesis de ARN, formando una burbuja (burbuja de transcripción). Conforme la ARN pol avanza y copia el ADN, el ADN ya copiado se vuelve a unir a su cadena complementaria y forma nuevamente la doble hélice, libera el ARN como una cadena sencilla de nucleótidos (sólo los últimos 25 nucleótidos sintetizados forman complejo con el ADN). -La reacción de transcripción 3 etapas: iniciación, elongación y terminación.

• La iniciación es la síntesis de los primeros enlaces nucleotídicos de ARN. La ARN pol II permanece en el promotor mientras sintetiza los primeros nueve enlaces. El inicio termina cuando la enzima comienza a alargar la cadena y abandona el promotor con el complejo de iniciación.
• La elongación requiere de las proteínas TFIIE y TFIIH para iniciar su movimiento a lo largo del ADN y el abandono del promotor basal. En la elongación, la enzima ARN pol II se mueve a lo largo del ADN y sintetiza la cadena naciente de ARN. A medida que la enzima avanza sobre el ADN, lo desenrolla para exponer un nuevo segmento de cadena sencilla de ADN, que fungirá como molde. La terminación es el reconocimiento de una secuencia que contiene una región rica en GC, en una serie de seis o más adeninas contenidas en el tránscrito de ARN, por la superposición de eventos cuando termina la transcripción ya existe un ARNm maduro y listo para transportarse al citoplasma.

-El reconocimiento del promotor basal, o preiniciación, de la transcripción inicia con la unión de la primera proteína del complejo del TFIID a la caja TATA, conocida como proteína de unión específica de TATA (TATA binding protein, TBP). El TBP tiene la capacidad inusual de unirse al ADN por el surco menor donde lo dobla. Los promotores que carecen de caja TATA como la TBP puede incorporarse por asociación a otras proteínas que reconocen el ADN. El TFIID está formado por la TBP y por 11 TAF (TBP associated protein). Los TAF son subunidades diferentes y se reconoce una variedad de promotores tanto basales como distales -El TFIIA controla la capacidad de unión de TBP al ADN y permite al TFIID reconocer la región que se extiende hacia el extremo 5’. La proteína TFIIH tiene actividad helicasa y contacta con la ARN pol II, lo que le permite su anclaje a ésta. -La edición es una forma de modificación postranscripcional del ARNm El proceso de edición sólo se presenta en ciertos genes, en algunos tejidos o en algunos tipos celulares Bibliografía: Vera J., Álvares B. y Gómez C. Fundamentos Montes.