Transcripción y Traducción del ARN: Diferencias entre Procariontes y Eucariontes, Apuntes de Genética

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TEMA 3: TRANSCRIPCIÓN DEL ADN, PROCESAMIENTO Y TRADUCCIÓN DEL ARN

1. ANALOGÍAS Y DIFERENCIAS ENTRE REPLICACIÓN Y TRANSCRIPCIÓN

• Analogías:

1)Iniciación-Elongación-Terminación (polaridad5’-3’.)

2. Complejos multicomponentes de gran tamaño en la iniciación.
3. Observancia de las reglas de apareamiento de bases Watson-Crick.

• Diferencias :

1. Ribonucleótidos para la síntesis.
2. U por T como para las A.
3. Síntesis del RNA de novo (sin cebador).
4. Transcribe sólo una parte discreta, no completo.
5. No actividad correctora de pruebas en la síntesis del RNA.

2. DIFERENCIAS ENTRE EXPRESIÓN GÉNICA DE PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS

1. Estructura cromatínica del DNA eucariótico.
2. Producto primario de transcripción de los genes estructurales eucarióticos debe ser madurado.
3. mRNA eucariótico monocistrónico vs mRNA procariótico policistrónico.
4. Transcripción y traducción acopladas en procariotas vs compartimentalización (transcrito/madurado/exportado/traducido) en eucariotas.
5. RNA polimerasa procariótica única vs tres RNA polimerasas en eucariotas.

3. RNA vs DNA

1. Capacidad de Autocomplementariedad.

2. Una especie de DNA, 4 distintas de RNA: mensajero, transferente, ribosómico y pequeño

nuclear. Caracteristica DNA RNA Compuestos por nucleótidos Si Si Tipo de azúcar 2-DesoxiD-ribosa D-Ribosa Presencia del grupo 2’-0H No Si Nucleótidos unidos por enlaces fosfodiéster

Si Si

Bases A,G,C T , A,G,C, U Cadena doble o cadena simple Habitualmente doble Habitualmente simple ( no cumple necesariamente las reglas de Chargaff) Estructura secundaria Doble hélice Muchos tipos Estabilidad Bastante Se degrada con facilidad ( Hidrólisis del RNA con álcali por presencia del grupo 2’-OH: Inestabilidad)

4. FOSFODIESTERASAS DE LOS ÁCIDOS NUCLEICOS: NUCLEASAS

1. Ribonucleasa frente a Desoxiribonucleasa.
2. 5’- y 3’- Exonucleasas y Endonucleasas específicas-inespecíficas de secuencia.
3. Exonucleasas de cadena sencilla (ssDNA/ssRNA) y de cadena doble (dsDNA/dsRNA).
4. Cadenas sencillas apareadas o sin aparear.

5. CLASES DE RNA

a. RNA de transferencia (tRNA) sirve como enlace entre la secuencia codificante de

nucleótidos del mRNA y la secuencia de aminoácidos de una cadena polipeptídica

b. RNA Mensajero: transporta las instrucciones de codificación de las cadenas polipeptídicas

desde el DNA hasta el ribosoma.

c. RNA Ribosómico : junto con las subuni- dades proteicas ribosómicas, constituye el ribosoma

A.

B.

RNA mensajero

C. Estructur

Complejo cerrado-abierto

• Iniciación, elongación y terminación

• Terminador Procariótico

Procesos rho-independiente y rho-dependiente.

EUCARIOTAS

• RNAs y RNA polimerasas en

eucarioteS Tipo Transcribe RNA polimerasa I RNA polimerasa II RNA polimerasa III

rRNA grandes pre-mRNA, algunos snRNA, snoRNA tRNA, rRNA pequeño, algunos snRNA

• Complejo de Transcripción en Eucariotas

Elementos en:

• cis: secuencias ADN (elementos de respuesta) -trans: proteínas

(factores de transcripción)

• Síntesis y procesado de hnRNAs

• RNA pequeño nuclear (snRNA)

Se combinan con subunidades proteicas nucleares pequeñas para formar las ribonucleoproteínas nucleares pequeñas (snRNP, conocidas como “snurps”). Las snRNP son análogas a los ribosomas en su estructura, solo que pequeñas, y contienen una única molécula de RNA combinada con alrededor de 10 subunidades proteicas nucleares pequeñas. Algunos participan en el procesamiento de RNA y convierten el premRNA en mRNA. Los snoRNA intervienen en el procesamiento del rRNA. También se encuentran moléculas pequeñas de RNA en el citoplasma de las células eucariontes; estas moléculas, que se conocen como RNA citoplasmáticos pequeños (scRNA), tienen funciones variadas y a menudo desconocidas. En las células eucariontes existen dos clases de secuen cias de DNA que afectan la transcripción; los intensifica- dores y los promotores. Un promotor está cerca del gen y tiene una posición fija en relación con el sitio de inicia ción de la transcripción. Un intensificador puede estar le jos del gen y su localización es variable.

• Variantes de Splicing

• Promotores alternativos (GK)

• Síntesis y procesado de rRNAs precursores

Maduración rRNA precursor 45S

Síntesis rRNA 5S (promotor externo en 5’) (promotor interno A-C)

CÓDIGO GENÉTICO

Cada tres nucleótidos (un codón)una aminoácido

La traducción es un proceso con Iniciación/Elongación/Terminación y de carácter polar (5’-3’; de

amino a carboxilo)

• Características ( Francis Crick y Sydney Brenner )

1- Degenerado: Un aa puede ser codificado por distintos codones (Bamboleo de la 3a base). (

nts)3 = 64 codones para 20 aas distintos.

• Regulacion de la iniciación en eucariotas:

2. ELONGACIÓN

Consiste en tres pasos: 1) un tRNA cargado entra en el sitio A, 2) se forma un enlace peptídico entre los aminoácidos de los sitios A y P y 3) el ribosoma se desplaza al codón siguiente. La elongación requiere varios factores de elongación (EF-Tu, EF-Ts y EP-G) y GTP.

a.

b. (Procariotas)

c. Eucariotas

3. TERMINACIÓN

• DIFERENCIAS EN LA TRADUCCIÓN ENTRE PROCARIOTAS (P) Y EUCARIOTAS (E)

1. Ribosomas 80S (E; 4200 kDa; 40S+60S) y 70S (P; 2700 kDa; 30S+ 50S)
2. Iniciación: 2.1) P: Posibles codones inicio AUG, GUG, UUG y AUU. E: único codón inicio AUG. 2.2) P: formilmetionina iniciadora E: Metionina. 2.3) P: 3 factores de inicio (IF-1 a 3). E: Al menos 9. 2.4) P: 30S+mRNA+fMet-tRNA. E: 40S+Met-tRNA sin intervenir mRNA. 2.5) P: mRNA sin Cap5’. E: mRNA con Cap 5’
3. Elongación: Factores homólogos con tamaños distintos.
4. Terminación: P: Factores RF1 y 2 sin necesidad de GTP. E: sólo eRF y requiere GTP.

PROCESADO POSTRADUCCIONAL DE LAS PROTEÍNAS

A ) Proteolítico : péptidos señal, maduración estructural. B) Modificación Química : B1-Unión de Carbohidratos (Citoesqueleto, Matriz extracelular, etc): B11: N-acetilglucosamina en Ser/Thr para citoplasma. Maduración en Golgi. B12: Glicosilación compleja para secreción o exportación a MP/Golgi/Lisosomas: B121: N-glicosilación: Unión a Asn dentro del RE (+ frecuente). B122: O-glicosilación: Unión a Ser/Thr en Golgi (-frecuente). B2-Unión de Lípidos: miristoilación (C14) en N-terminal de Gly, palmitoilación (C16) y prenilación (C15-C20) en tiol (SH) de Cys. Interacción con MP: señalización, transducción señal, etc. B3-Sencillas: Fosforilación, hidroxilación, acetilación, etc (activación/desactivación)

Procesado proteólítico de la preproinsulina

• Pre : marca almacenaje en gránulos de las propias células b de los islotes de Langerhans

(Páncreas). Eliminado por peptidasa en gránulo, quedando proinsulina inactiva almacenada.

• Pro: pasa a forma activa por acción carboxipeptidasas que retiran C. Activación cuando es

necesaria la escreción de insulina.

• Mecanismo de secreción en eucariotas

Degradación 1. Reciclado de aminoácidos.