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Procesamiento de ARNm: Maduración, Splicing y Traducción, Resúmenes de Biología Celular

El procesamiento de ARN mensajero (mRNA) en la célula, desde su maduración hasta su traducción en proteínas. Se abordan temas como la adición de caps y colas poliA, el proceso de splicing y el mecanismo de traducción. Además, se mencionan los mecanismos de estabilidad y regulación de los ARNm.

Tipo: Resúmenes

2021/2022

Subido el 29/06/2022

amico-josefina
amico-josefina 🇦🇷

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Sintesis conceptual 5
Maduración
Si el ARNm no es protegido o procesado correctamente va
a ser degradado cuando salga al citoplasma
Modificación extremo 5
Apenas se produce un ARN se
incorpora un Cap
en su extremo 5’
No permite que el extremo 5’ sea degradado por exonucleasas à Se realiza un enlace fosfodiester con una
7-mdtl guasina
à no permite que el extremo sea degradado cuando es liberado al citoplasma
Complejo de unión a Cap (CBC)
Evita la degradación del 5’
Permite el transporte por los poros nucleares à Va a ser reconocido por las proteinas del poro nuclear para
poder salir al citoplasma
En el citoplasma à va a ser reconocido
Splicing
Es la eliminación de las zonas no codificantes de un gen luego de su maduración y el empalme de las zonas
que si son codificantes.
Para que el splicing sea correcto à Hay secuencias que
delimitan el principio y el final de un exón, y el principio y el final
de un intrón
Luego de la eliminación de los intrones, se produce el EMPALME.
El cual se va a encargar de unir los exones
Snurps
(snRNP) son los articuladores que se encargan de unión
las secuencias de exones
Son pequeños ARN unidos a ribonucleoproteinas que
reconocen la secuencia de exones
Este proceso esta mediado por 2 Snurps
o U1 snRNP à reconoce el final de un exón Acercamiento por homología así
o U2 snRNPà reconoce el principio del exón continuo un lazo entre los intrones
Queda libre un extremo oxidrilo 3’ en el ARNm à donde se va a empalmar el exón 1 y el 2
El
spliceosoma
es un complejo que se encarga de regular la eliminación de los intrones y el empalme de los exones
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¡Descarga Procesamiento de ARNm: Maduración, Splicing y Traducción y más Resúmenes en PDF de Biología Celular solo en Docsity!

Sintesis conceptual 5

Maduración

Si el ARNm no es protegido o procesado correctamente va a ser degradado cuando salga al citoplasma

Modificación extremo 5’

Apenas se produce un ARN se incorpora un Cap en su extremo 5’

  • No permite que el extremo 5’ sea degradado por exonucleasas à Se realiza un enlace fosfodiester con una 7 - mdtl guasina à no permite que el extremo sea degradado cuando es liberado al citoplasma Complejo de unión a Cap (CBC)
  • Evita la degradación del 5’
  • Permite el transporte por los poros nucleares à Va a ser reconocido por las proteinas del poro nuclear para poder salir al citoplasma
  • En el citoplasma à va a ser reconocido

Splicing

  • Es la eliminación de las zonas no codificantes de un gen luego de su maduración y el empalme de las zonas que si son codificantes. Para que el splicing sea correcto à Hay secuencias que delimitan el principio y el final de un exón, y el principio y el final de un intrón
  • Luego de la eliminación de los intrones, se produce el EMPALME. El cual se va a encargar de unir los exones

Snurps (snRNP) son los articuladores que se encargan de unión

las secuencias de exones

  • Son pequeños ARN unidos a ribonucleoproteinas que reconocen la secuencia de exones
  • Este proceso esta mediado por 2 Snurps o U1 snRNP à reconoce el final de un exón Acercamiento por homología así o U2 snRNPà reconoce el principio del exón continuo un lazo entre los intrones
  • Queda libre un extremo oxidrilo 3’ en el ARNm à donde se va a empalmar el exón 1 y el 2

El spliceosoma es un complejo que se encarga de regular la eliminación de los intrones y el empalme de los exones

El splicing alternativo genera un aumento en la variabilidad de proteinas, ya que mediante un 1 se puede generar mas

de 1 proteína

  • Es la unión de exones no continuos, permietiendo asi que de un solo gen se generen distintos ARNm que codificaran distintas proteinas o Excluir o incluir un exón à “Elige” si poner o no un exón o Distintos sitios 3’ de splicing à “Elige” que extremo 3’ une o Distintos sitios 5’ de splicing à “Elige” que extremo 5’ une o Excluir mutualmente un exón à”Elige” entre exón A y exón B o Retención de exón à pueden incluir zonas no codificantes

Modificacion 3 ’

Adición de la cola Poli A en el extremo 3’ La región final del ARNm con una señalización AAUAA à reconocida por Poli A Polimerasa

  • Se comienza a extender una cola de poli A, mediante la polimerasa, en el extremo 3’, adicionando As a la cola
  • Se adhieren prot de protección al collar de As, para mantener la estabilidad
  • La cola poli Aà es una protección de las ARNasa, para que cuando salgan al citoplasma no corten el ARNm y pueda llegar completo al ribosoma

El ARNm se origina en el núcleo, como un gran ARN de 45s

  • Este gran ARN va a ser cortado o 18sà va a formar la subunidad < del ribosoma o 28s. Se asocian con 5s y forman la subunidad > del ribosoma o 5,8s Ambas subunidades vana a unirse para traducir las proteinas
  • Tienen +200 copias del ARNr por genoma haploideà se van a agrupar y formar el

nucléolo en los 5 cromosomas acrocéntricos

Terminación

En el ARNm se encuntra el codón de terminación, en esta secuencia no se introduce ningún ARNt. El Factor de terminación

  • Ingresa en el ribosoma
  • Reconoce el codón de terminación, no produciendo la unión de la proteína a la secuencia de proteinas que se genero en la elongación
  • Libera la proteína à Desarmando la estabilidad del ribo >, < y de el ARNm. Así posibilitando el nuevo inicio de la traducción con esta maquinaria, siendo reciclados sus componentes

Mecanismos de estabilidad del ARNm

Control traduccional mediado por proteínas que se unen al mARN.

  • Hierro à Permite la actividad de varias proteinas. o Se consigue mediante la expresión del receptor transferrina^ el cual reconoce el Fe+ extracelular y lo incorpora en la celula. Lo almacena gracias a la prot Ferritina, la cual se asocia a este y lo guarda en la célula. o Entonces tenemos 2 mensajeros: La ferritina (codifica para una proteína almacenadora del Fe+) y el de transferrina (receptor del Fe+). o La Aconitasa^ reconoce estructuras secundarias de los ARNm. Cuando este no posee Fe+, se adhiere a una estructura terciaria que se encuentra en la cercanía de el extremo 5’ del ARNm de la ferritina. Impidiendo la traducción, no deja el pasaje del sistema de ribosomas por la secuencia, por lo que NO habrá producción de ferritina También puede adherirse a una estructura en el extremo 3’ del mensajero de la ferritina. Permite la traducción para expresar la ferritina. Ante faltad de Fe+ se produce el receptor transferrina y no se produce el almacenado. o La celula comienza a recibir Fe+, lo incorpora y almacena. La Aconitasa se desadhiere del extremo en el que se encontraba, permitiendo que los ribosomas reconozcan el sitio de inicio de la traducción, quedando liberado el mensajero, produciendo ferritina. Esta se despega del mensaje, el cual esta inestable, para bajar la producción del receptor. o Puede evitar la traducción, aumentar la estabilidad y uniéndose al Fe+, cambiar su estructura y permitir la traducción (disminuyendo la estabilidad de los mensajeros). Lo repetí bastantes veces, pero eso es lo que entendí. Tengo que ver esta parte otra vez. Cuando lo haga, te comento lo que entendí.

Existen ARNm que pueden estabilizar otros ARNm

  • ARNm muy inestables o Ciclinas o Protoncogenes Rápidamente son regulados y degradados. En 15 minutos un mensajero se produjo y salió al citoplasma. En 30 ya es degradado. Por lo que se necita mas producción, para poder generar estabilidad en la producción de ciclina
  • ARNm estables o Globina o Colágeno I Duran mas de 10 hs o hasta 24hs hasta ser degradado Dentro de la modificación de los ARNm hay secuencias que se encuentran por fuera de la zona codificante, que son mecanismos específicos que generan estabilidad.
  • 5’ UTR
  • 3’ UTR à Se encuentran secuencias ARE ricas en AU, que pueden ser reconocida por distintos factores que van a generar estabilización

Degradación del ARNm por secuencias

de terminación prematura

Si a una secuencia que poseía una estabilidad normal, produce una mutación génica, generando un stop prematuro en el mensajero. La maquinaria de la traducción va a leer normalmente al mensajero, hasta que tenga contacto con el stop prematuro. Se va a desamblar la maquinaria, generando una estabilidad y reconocimiento por el mensajero. Este mensajero va a ser degradado de manera selectiva por el mecanismo de degradación asociado a un stop prematuro Los codones STOP prematuro pueden inducir un mecanismo de degradación rápida del mensajero, funcionando como un control de calidad del mensajero. Permitiendo una degradación rápida por una alteración que poseía.

Regulación de las proteínas.

Hay varios mecanismos de regulación. Podemos: Pasar de un estado inactivo a uno activo. A. Sintetizar una proteína que no estaba presente y que luego cumpla una función. B. Hacer que una proteína se active al unirla a un ligando. (Ejemplo de linfocito con anticuerpo). C. Tener una modificación post-traduccional: como la fosforilación (de proteína inactiva-->activa). D. Unión de dos proteínas: Complejo (Risk) que, al unirse, se hacen activas. E. Liberando un inhibidor que mantiene a la proteína, inactiva. Este inhibidor se despega por fosforilación del sustrato, y la proteína es activada. (Ejemplo de Rb). F. Podemos cambiar la localización de la proteína. Al tener un inhibidor, la proteína se despega y puede ser reconocida por otras proteínas. Proteína es reconocida por las del núcleoporo e ingresa al núcleo de forma activa. G. Donde una proteína es cortada, y ese corte genera un fragmento o subunidad de la proteína que se hace activa. Regulación de la estabilidad proteica: Sistema ubiquitina-proteosoma. O la incorporación ubiquitinas en los Lisosomas. Dijimos que las ciclinas pueden ser poli-ubiquitinadas, y luego ser mandadas al sistema de degradación. Este mecanismo es uno de reconocimiento complejo.

  • La ubiquitina tiene que ser activada en los complejos E1,2 y 3. Existen distintas proteínas que pueden reconocer a la ubiquitina, transferirlas a una ubiquitin-ligasa y esta última va a reconocer proteínas específicas y las va a marcar (pone la cola de ubiquitinas en la proteína). Luego de que la proteína tiene más de 4 poliubiquitinas, es reconocida por un proteosoma (con gasto de ATP), rompiendo a la proteína en sus monómeros. Degradándose la cadena polipeptídica en él. Y así, se reciclan los péptidos.
PROTEOSOMA:

Es un complejo proteico con actividades proteasa ATP-dependiente, muy abundante en las células. Tiene 4 anillos en su estructura central, y en cada uno de ellos tiene 7 proteínas (28 en total).

  • Tiene una estructura de peptidasas que están asociadas a la parte interna del "barril". Y cuándo una secuencia de proteínas tiene que ser degradada, las proteínas de la "tapa del barril" desenvuelven la estructura de poliubiquitinas (envolviendo a la proteína) con gasto de ATP, la internaliza dentro del barril y a medida que va siendo translocada la secuencia, es cortada por las peptidasas en Aminoácidos que serán reciclados dentro de la célula. Preguntas choice à sobre algunos de los mecanismos de regulación de la expresión de genes que pueden estar a diferentes niveles. Si es positiva o negativa. Fundamentos y actividades moleculares por las cuales estos mecanismos funcionan. ARN ribosomales, su ubicación en el nucleolo y su procesamiento.
  • A diferencia de la gran mayoría de los genes que se encuentran representados una vez por genoma haploide, en humanos hay aproximadamente 200 copias de genes de ARNr por genoma haploide.
  • Estas copias se encuentran organizadas en regiones de cinco ribosomas.
  • En los cromosomas 13,14,15,21 y 22. Son llamados acrocéntricos. Entre estos 5 cromosomas, tenemos más de 200 genes para ARNr. Porque queremos producir mucho ARNr y además, tener copias extra por si hay algún problema de copiado o estabilidad. Las secuencias específicas que están en los cromosomas convergen en el nucleolo. Ahí convergen, son procesados y ensamblados. 1er imagen: Se ve un núcleo con su envoltura. Las regiones más claras corresponden a la heterocromatina (regiones del genoma que están siendo transcriptas, produciendo mensajero).2da imagen: Dentro de la zona oscura (eucromatina), encontramos diferentes regiones:
  • Componentes de tinción pálida: ADN organizador nucleolar.
  • Componente fibrilar: transcriptos 45S (producción de los transcriptos grandes que originarán a los ARNr).
  • Componente granular: zona ensamblaje de ribosomas. El nucleolo es la convergencia de las regiones génicas, donde se produce la producción y procesamiento de 45S y el ensamblado de ribosomas.