¡Descarga Transcripción de Ácido Nucleico a RNA: Procariotas vs Eucariotas y más Resúmenes en PDF de Bioquímica solo en Docsity!
Transcripción y regulación de expresión a nivel RNA
CONCEPTOS GENERALES
Puentes de hidrogeno:
C≣G A=T A=U
TRANSCRIPCIÓN EN PROCARIOTAS
1. ARN polimerasa procariota
▪ Solo existe 1 tipo en procariotas. ▪ Consta de 5 subunidades (factor sigma) ▪ Cataliza la formación del enlace fosfodiester (dirección : 5 ’ → 3 ’) ▪ Su centro catalítico está asociado a 2 iones Mg2+^ o Mn2+ Uno se encuentra unido fuertemente a la enzima y el otro está asociado al ribonucleósido trifosfato entrante Rol del Mg2+ : interviene en la adición de nucleótidos + proofreading
2. Reacción de formación del enlace fosfodiéster
▪ Ataque nucleofílico del grupo OH (3’) del RNA sobre el grupo fosforilo α del ribonucleótido trifosfato entrante. ▪ El pirofosfato se hidroliza en pirofosfato → asegura que la reacción transcurra en el sentido de la síntesis de RNA. Ataque nucleofílico del - OH Hidrolisis Nucleósido trifosfato
1. Nomenclatura
▪ Coding strand: hebra codificante, hebra con sentido o hebra + ▪ Template strand: hebra molde, hebra sin sentido o hebra - ▪ El transcrito de RNA es: o Complementario a la hebra molde o Idéntico a la hebra codificante (reemplazando timina → uracilo) ▪ Los nucleótidos pueden encontrarse corriente arriba (upstream) o corriente abajo (downstream). Es decir, antes o después del sitio de inicio de la transcripción.
2. Elementos promotores en procariotas
▪ Son secuencias de nucleótidos que determinan el inicio de la transcripción. Están ubicado corriente arriba enla HEBRA CODIFICANTE. ▪ Elementos promotores = 2 secuencias upstream + 1 upstream element o 2 secuencias upstream: Se ubican en la posición - 10 y - 35. El factor sigma los identifica (σ). Asimismo, determinan la frecuencia de la transcripción. o 1 upstream element: Se ubican entre - 40 y - 60. La subunidad alfa los identifica. Se encargan de aumentar la eficacia de la transcripción *Secuencias consenso: son aquella representación que se da por medio de una secuencia idealizada con bases comunes en la mayoría de las secuencias promotoras.
3. Fases de la transcripción
▪ Son 3 etapas : iniciación, elongación y terminación a. Iniciación ▪ El factor sigma identifica a los elementos promotores (se convierte en holoenzima) ▪ Se produce el desenrrollamiento de la doble hélice del DNA. La E libre para la ruptura de enlaces proviene de la distorsión del DNA al enrollarse alrededor de la RNA polimerasa y de las interacciones entre el DNA de hebra sencilla y la enzima. b. Elongación ▪ Adición de nucleótidos o ARN polimerasa no requiere cebador para iniciar la síntesis de la cadena de RNA. o Cuando la cadena de RNA creciente adquiere una longitud de 9 a 10 nucleótidos, el factor sigma se desprende. o La primera base sintetizada es pppG o pppA y se encuentra en el extremo 5´. ▪ Translocación: Después de la adición de nucleótidos, el híbrido DNA-RNA se trasloca en el interior de la RNA polimerasa, colocando una base del DNA en una posición que le permite formar enlaces Watson-Crick con el nucleósido trifosfato entrante.
TRANSCRIPCIÓN EN EUCARIOTAS
▪ La membrana nuclear separa a la transcripción y traducción temporal y espacialmente. Esto no sucede en los procariotas, el RNA puede transcribirse y traducirse al mismo tiempo. ▪ La iniciación y terminación difieren en P y E. ▪ Las secuencias promotoras en E pueden ser upstream o downstream. En procariotas, son upstream. ▪ El RNA se someten a modificaciones post transcripcionales tanto en eucariotas como en procariotas.
3. Tipos de RNA polimerasa eucariotas
4. Promotores eucarióticos
a. RNA polimerasa I: Iniciador ribosómico (rlnr) + elemento promotor situado corriente arriba (UPE) b. RNA polimerasa III: Son downstream. Hay 2 tipos: ▪ Promotores tipo I para el gen ARNr 5s → bloque A y C ▪ Promotores tipo II para el gen del ARN transferencia → bloque A y B c. RNA polimerasa II Caja TATA : Más frecuente y esencial. Ubicada entre – 30 y – 100. Elemento iniciador (lnr): ubicado entre – 3 y – 5. Define el punto de inicio de la transcripción. Elemento del núcleo promotor situado corriente abajo (DPE) Otras secuencias reguladoras: son eficaces cuando se encuentran en la hebra molde (sin sentido) o Caja CAAT: presente en genes constitutivos o Caja GC Enhancers o elementos intensificadores o Exclusivo de eucariotas. Se encargan de estimular la transcripción. En sí, no tienen actividad promotora por sí misma, aunque estimulan a promotores que se encuentran a varios pares de bases de distancia. o Ubicación: upstream, downstream o en medio de un gen transcrito. o Su eficacia es independiente de la hebra del DNA en que se sitúan o Solo funciona en determinadas células. Ej. Intensificador de Ig → Linfocitos B
5. Iniciación: ensamblaje del complejo transcriptor
▪ Los factores de transcripción son proteínas que ayudan a la RNA polimerasa a identificar y unirse a los elementos promotores. Los procariotas no requieren factores de transcripción. ▪ Ej. El complejo TF (TF=transcription factor) está asociado a la RNA polimerasa II. ▪ La RNA polimerasa II posee una subunidad CTD (dominio carboxilo terminal). Este se encuentra regulado mediante fosforilación. (ATP → ADP)
6. Maduración de transcritos
TIPO LOCALIZACIÓN QUE PRODUCE
I Núcleo ARNr 18s, 28s y 5.28s II Nucleoplasma Precursores de ARNm y snARN III Nucleoplasma ARNy y ARNr 5s
▪ En eucariotas, casi todos los transcritos primarios son modificados. Algunos ARN automaduran en ausencia de proteínas. ▪ La maduración amplía el repertorio de proteínas (proteoma > genoma) ▪ Las etapas de maduración y factores que intervienen varían de acuerdo a la RNA polimerasa a. ARN ribosomal ▪ La transcripción genera un solo precursor de 45S en mamíferos que codifica 3 rRNA: 18S, 28S y 5.8S ▪ Proceso de maduración: ocurre en el nucléolo
- Modificación de nucleótidos: la metilación de ribosas por ribonucleoproteínas pequeñas del nucleolo (snoRNA), convierten uridinas en pseudouridinas.
- Fragmentación del pre-RNA b. ARN de transferencia : Los ARNt son los transcritos eucarióticos más modificados. c. ARN mensajero: i. Adición de casquete (CAP 5´): ▪ El grupo fosforilo del extremo 5´trifosfato del RNA creciente es hidrolizado. Luego, el extremo 5´difosfato resultante se une con un átomo de P α de un GTP entrante. Finalmente, ocurre por la metilación por S-adenosilmetionina ▪ Función: o Proteger al extremo 5´ del ataque de exonucleasas y fosfatasas Eliminación de la secuencia líder por Rnasa P extremo 5´ Eliminación de UU y reemplazo por CCA Eliminación del intron de 14 ribonucleotidfos
7. Aplicaciones clínicas
*La alfa-amanitina solo bloquea a la RNA polimerasa III cuando se encuentra en grandes concentraciones. La RNA polimerasa tipo I es insensible a la acción de la toxina.
8. RNA reguladores pequeños
▪ Micro ARN o RNA pequeños de hebra simple ▪ Función: control de la expresión de genes ▪ Se originan a través de transcritos iniciales de la ARN polimerasa I y III ▪ Nucleasas fragmentan el pri-microARN organizando a un ARN de doble hebra ▪ El microARN maduro se une a unas proteínas de la familia Argonuta.
