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Procesamiento del ARN, Apuntes de Biología Celular y Molecular

Transcripcion teorico 6 sobre procesamiento del ARN

Tipo: Apuntes

2022/2023

Subido el 13/12/2023

sabri-sottolano
sabri-sottolano 🇺🇾

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El ARN primario producto de la transcripción
sufre varios procesamientos. Hoy en día
sabemos que existen numerosos tipos de
ARNs cumpliendo diferentes funciones, desde
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En una secuencia de ADN que incluye un gen
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Algunos de los procesamientos son: el
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corte o empalme o splicing (pérdida de
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ARN mensajero:
1. Modificación del extremo 5´:
agregado de la caperuza
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2. Modificación interna: corte y
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3. Modificación del extremo 3´:
poliadenilación (agregado de
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4. Exportación al citoplasma
5. Edición
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1. Clivaje y modificación
ARN de transferencia:
1. Clivaje,splicing y
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Procesamient de ARN

El ARN primario producto de la transcripción sufre varios procesamientos. Hoy en día sabemos que existen numerosos tipos de ARNs cumpliendo diferentes funciones, desde estructurales a enzimáticas. Característica e eucariota de ARN: En una secuencia de ADN que incluye un gen vamos a encontrarnos con los intrones y los exones. Los intrones son grandes secuencias de ADN con respecto a los exones. En principio lo que se transcribe es toda la unidad de ADN, el ARN transcripto primario será procesado. Algunos de los procesamientos son: el agregado de la caperuza, la cola de poli A y el corte o empalme o splicing (pérdida de intrones). Procesamient ptranscripciona Todos los ARNs tienen algún tipo de modificación: ● ARN mensajero:

  1. Modificación del extremo 5´: agregado de la caperuza (capping)
  2. Modificación interna: corte y empalme (splicing)
  3. Modificación del extremo 3´: poliadenilación (agregado de adeninas)
  4. Exportación al citoplasma
    1. Edición ● ARN ribosomal:
  5. Clivaje y modificación ● ARN de transferencia:
  6. Clivaje,splicing y modificación Modificacione qu s ve e e ARN primari: Capping o adición de la caperuza 5´ Una vez que comienza la transcripción tenemos una región 5́ trifosfatada de ese ARN naciente, ese extremo será modificado agregando una estructura (caperuza). Para lograr obtener esa caperuza necesitamos de una fosfohidrolasa que quita un grupo fosfato (dejando el extremo difosfatado) y aquí ingresa una guanililtransferasa que agrega un grupo guanilil al extremo 5´recuperando esos tres fosfatos y teniendo una guanidina unida a esa región. Lo que vemos es que se agrega una guanil 7-metil transferasa que agrega un grupo metilo a la guanina, l uego la cadena de ARN se une a la guanina metilada a través del extremo 5´, quedando una unión 5´→5´.

¿Por qué se unen de esta forma? La caperuza tiene varias funciones fundamentales para la vida de ese ARNm, esta conformación evita que se degrade el ARNm, ya que los extremos 5´libre son una señal de ARNm que puede llegar a ser degradado. Además el grupo metilo modifica la guanina generando un compuesto poco reconocible para las enzimas degradadores del ARN , a su vez es una señal para que pueda salir del núcleo y en el citoplasma interactúe con los factores de inicio de la traducción y van a ayudar a formar la estructura completa del ribosoma funcional. En resumen: l as funciones de la caperuza son protección del ARN de las enzimas degradadoras y actúa como señal para que el ARN salga del núcleo. Corte y empalme- splicing Es el proceso en el cual se pierden los intrones. Si observamos la secuencia de ADN y el ARN transcripto primario este mantiene los exones e intrones que estaban en el ADN. Luego de ese procesamiento recuperamos un ARN que conserva únicamente los exones, existen señales en los intrones que indican dónde comienzan y terminan los mismos, estas son muy importantes para indicar dónde cortar. ¿Cómo se corta el ARN? Existen algunos ARNs que tienen capacidad auto-catalítica, una vez que son transcritos, actúan como una enzima cortando ese intron para luego ser reconocidos por enzimas (ligasas) que van a unir los exones, aunque esto no es lo más común en eucariotas. En general veremos que actúan una serie de proteínas llamadas U1, U2, U4,U5,U6 que son ricas en uridina y conforman las small nuclear ribonucleoproteins (snRNPs) son una conjunción de proteínas con ARNs pequeños de 2oo pb. ¿Cómo actúan estas proteínas? Las snRNPs se unen al pre-ARNm en las regiones específicas llamadas sitios de empalme que están compuestas por secuencias de nucleótidos altamente conservadas.

  1. Corte en el sitio de empalme donador: Una de las snRNPs, llamada U1 snRNP, se une al sitio de empalme donador en el pre-ARNm. La U1 snRNP se empareja con la secuencia de nucleótidos conservados en el sitio de empalme donador. Otras snRNPs, como U2, U5 y U6, se ensamblan para formar el spliceosoma (estructura ribó proteica encargada del procesamiento de intrones)en el sitio de empalme. La U1 snRNP y la U2 snRNP colaboran para formar una estructura llamada punto de ramificación, que es un adhesivo temporal en el sitio de empalme. El sitio de empalme donador se corta y se libera el exón unido a la U1 snRNP.

Caperuza y poliadenilación en eucariotas: En los procariotas el ARNm no necesita ser procesado, una vez que es transcrito es traducido. En los eucariotas necesitamos de toda la serie de procesamientos (caperuza, corte y empalme, cola de poli A) para asegurar que el ARNm salga del núcleo, no sea degradado en el citoplasma y que pueda conformar el ribosoma activo. Estructur d u ARN: Al final de los procesamientos obtenemos un ARNm maduro que puede ser subdividido en diferentes regiones: En inicio de la transcripción marca el primer nucleótido que se leyó durante la transcripción, sobre la región 5´tenemos la modificación de la caperuza, luego estará la señal de la poliadenilación donde marca la cola de adeninas agregada. Por último tenemos la unidad de transcripción que incluye la región 5´UTR y 3´UTR (región no traducida) y lo que resta es una región codificante que se encuentra delimitada por el codón de inicio y el codón de stop. ¿Qué función cumplen las regiones que no se traducen (5´Y 3´UTR)? Son regiones que tienen pequeñas secuencias que interactúan con proteínas regulando tanto la traducción como la vida media del ARN. Transcripció procesamient d l ARNr A nivel del núcleo podemos reconocer una región cromáticamente más oscura denominada el nucleolo, es ahí donde se producen los ARN ribosomales. Los ARNr se disponen en tándem, uno detrás de otro. En el genoma humano pueden haber unas 200 copias de genes de estos ARNs y se transcriben en una tasa muy alta. Los ARNr son diferentes en procariotas y eucariotas. El tamaño en eucariotas es de 45S e incluye unos 13.000 nucleótidos, mientras que en procariotas es menor, de unos 30S. En eucariotas incluye únicamente los ARNr mientras que en procariotas incluye ARNr y ARNt (como el genoma es más pequeño es más denso en genes ). Para lograr procesar estos ARNs se metilan todas las regiones que conforman los ARNr.

Estos nucleótidos metilados actúan como una señal para ser reconocidos y cortar y eliminar esa región que no forma parte del ARNr (intrón) que no está metilada. Es un proceso muy eficiente y más rápido que el splicing. También existen modificaciones de sus nucleótidos a través de unas ribonucleoproteínas, los pequeños ARNs de estas proteínas se unen por complementariedad de bases al ARNr y modifican los nucleótidos del ARNr. Transcripció procesamient d l ARN Podemos tener transcritos mono o policistrónicos (un solo transcrito o muchos), los cuales serán procesados en forma secuencial. En primer lugar se conforma una estructura secundaria en forma de hoja de trébol (característica de los ARNt). Posteriormente se degradan los extremos 5´y 3´, en extremo 3´se agrega una secuencia CCA que es el aceptor de los aminoácidos. Luego se eliminan los intrones y se modifican las bases nucleotídicas Una vez que tenemos el ARNt maduro, ha pasado por toda una serie de modificaciones: ¿Por qué son importantes las modificaciones en los nucleótidos de los ARNt? Los ARNt llevan un aminoácido particular, las modificaciones en los nucleótidos son necesarias para ser reconocidas por la enzima que va a cargar el aminoácido. Las modificaciones no son al azar, sino que cada ARNt tiene una conformación particular para cada aminoácido.