UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SAN LUIS POTOSI UNIDAD ZONA HUASTECA

BIOLOGA MOLECULAR

Estructuras de los RNAs y Ribosomas

BQ. CAROLINA EUGENIA GIL SOLIS

Estructura de los RNAs

Estructura primaria y secundariaPrimaria: definida por la secuencia de ribonucletidos Secundaria: es caracterstica la ausencia de una estructura repetitiva y bien definidaSolo existe en tRNAs y rRNAs

Puede existir cierta abundancia de nucletidos distintos a los 4 principales, aunque en menor proporcin

Apareamiento intracatenarioEstructura secundaria solo aparente cuando hay plegamiento de pequeas regiones de la hebra sobre si misma Tiene que existir complementariedad Regiones antiparalelas

Estructura tridimensional de los RNAsGran diversidad Puentes de hidrgeno e interacciones hidrofbicas Variaciones locales

Tipos de RNAs, propiedades y estructura particularesTres tipos principales (P y E)mRNA mensajero tRNA transferencia rRNA ribosmicoTodos tienen alguna funcin en la Todos tienen alguna funcin en la maduracin postranscripcional y maduracin postranscripcional y traduccin

Otros mas en eucariotashnRNA nuclear heterogneo snRNA nuclear pequeo scRNA citoplsmico pequeo mtRNA mitocondrial

Clase mRNA tRNA rRNA

Ubicacin celular

Cantidad S

Tamao No nt600-3000 75 a 95

Caractersticas particularesEstructura sencilla lineal Hay 50-60 diferentes, especficos para cada aa

Citoplasma P y E Citoplasma P y E Citoplasma P y E

5% 20% 75% 16S

1500 2900 120 1900 4700 160 120 200-30000 100-300

F. pte subunid peq. del ribos. Forman parte de la subunidad grande del ribosoma F.pte subunid. peq ribos. Forman parte de la subunidad grande del ribosoma Transcrito primario, precursor del mRNA Forma parte de ribonucleoprotenas nucleares pequeas

3 tipos, en ribosomas de procariotas

23S 5S 18S 28S 5.8S 5S

4 tipos, en ribosomas de eucariotas

hnRNA snRNA scRNA mtRNA

Ncleo E Ncleo E Citoplasma E Mitocondrias E

minoritario minoritario minoritario minoritario

RNA mensajero (mRNA)Es copia de la informacin contenida en la secuencia de DNA Viaja desde el ncleo al ribosoma para actuar como molde o plantilla en la sntesis proteica A, G, C, U Vida media corta Su tamao est en relacin a la protena que codifica Estructura lineal, composicin de bases refleja la secuencia de bases de parte del DNA

RNA de transferencia (tRNA)Su misin es transportar y unir aminocidos hasta el mARN para sintetizar protenas Se llama aminoacil-tRNA: cuando lleva un aa unido en su extremo 3 El lugar exacto para colocarse en el mARN lo hace gracias a tres bases, a cuyo conjunto se llaman anticodn (las complementarias en el mARN se llaman codn). codnEn presencia del ribosoma, transfiere el aa que lleva cargado al pptido creciente, se establece un enlace peptdico en cada caso Los aa se ordenan en la protena de acuerdo con la secuencia leda por el tRNA sobre el mRNA

Sitio de unin del aminocido

tRNA

Sntesis de protenas

60 tRNAs diferentes 20 aminocidos

(Aminoacil-tRNA)

En el tRNAEs caracterstica la presencia de nuclesidos infrecuentes, ej:Ribotimidina (T) Pseudouridina () Dihidrouridina (D) 1-metil guanosina (Gm) 5-metil citidina (Cm)

Apareamiento de bases intracatenarioU=G G=GC G=C A=U-A U=A=A

tRNA de levadura

Apareamientos de bases intracatenarios

Enlaces Hoogsteen

Extremos 5 y 3 5 es usualmente pG 3 es CCA-OH el 3OH terminal se une al grupo -COOH del aa

Estructura secundaria en trbol

Brazo T, TC Infrecuentes Muy conservados

Brazo D, DHU Siempre contiene la base infrecuente dihidrouracilo Participa en la unin del aminoacil-tRNA al ribosoma

Brazo variable, brazo menor Clase I y II

En el centro de la molcula se encuentra el anticodn: secuencia de 3 bases Se aparea especficamente con mRNA

Estructura terciaria en L

Estructura terciaria en LDifraccin de rayos X de cristales de RNA Retorcimiento de la estructura secundaria de trbol Se establecen puentes de H entre distintos brazos

Todos son distintos, pero similares tambinAdoptan una estructura terciaria comn Se unen a ribosomas Son reconocidos por los factores de traduccin

Tienen distinta secuencia Interaccionan con un codn de mRNA y un aa especficos

RNA ribosmicoEs el soporte estructural y componente principal de los ribosomas Aproximadamente el 75% del RNA total Nuclesidos infrecuentes (, T y bases m) En eucariotas: Subunidades 28S, 18S y 5.8S (obtenidos de la maduracin de un pre rRNA inmaduro) mas la subunidad 5S (de un pre RNA diferente) En procariotas: un nico pre RNA da lugar por procesamiento transcripcional a rRNAs maduros 16S, 28S y 5S

RNA ribosmico

Hebra sencilla con regiones helicoidales cortas, apareamiento intracatenario de bases Repliegues sobre si misma Armazn o molde sobre el que se ensamblan varias protenas para formar el ribosomarRNA de E.coli

RNA ribosmico

rRNA de E. coli

Observar similitud fsica

rRNA 5S de oocito de rana

Los ribosomasLugar fsico donde se lleva a cabo la sntesis de protenas Se desplazan sobre el mRNA ordenando la interacciones de sus codones con los correspondientes anticodones del tRNA Formados por protenas (35%) y rRNA (65%) Polirribosomas o polisomas: varios ribosomas agrupados sobre un mRNA Procariotas: 70S (subunidades 30S y 50S) Eucariotas: 80S (subunidades 40S y 60S)

EstructuraLas dos subunidades se asocian por interacciones no covalentes, como si la unidad pequea llenase el hueco grande, dejando una hendidura o tnel entre ambas por la que pasa el mRNA a medida que el ribosoma se desplaza durante el proceso de traduccin y de la que emerge la cadena polipeptdica.

Ribozimas, funcin catalticaBiocatalizadores no proteicos Se piensa que las ribozimas fueron los primeros catalizadores que aparecieron en la evolucin Intervienen en diferentes tipos de reacciones:Accin cataltica en la maduracin de RNA Accin autocataltica en la eliminacin de intrones Accin cataltica y autocataltica en viroides Accin cataltica transpeptidasa en la sntesis de protenas

Accin cataltica en la maduracin de RNASustrato: Enzima: RNasaP Producto:Pre-tRNAs parcialmente procesados (extremos 5 definitivo y 3inmaduro

tRNAsRNA precursor mixto de rRNAs y tRNAs

Posteriores reacciones de maduracin

Precursor de rRNAs

Posteriores reacciones de maduracin

rRNAs

Accin autocataltica en la eliminacin de intrones(Eucariota unicelular)

RNA maduro mas intrones

El sustrato es su propia molcula

Accin cataltica y autocataltica en viroides

Secuencias de reconocimiento Centro cataltico

inhibicin dirigida correccin dirigida de mutaciones

Accin cataltica transpeptidasa en la sntesis de protenasPeptidil-tRNAtRNA-O-CO-aan-NH-CO-aan-1-NH-. tRNA-OH

+tRNA-O-CO-aan+1-NH2

Actividad peptidil transferasa

+

Aminoacil-tRNA

tRNA-O-CO- aan+1-NH-CO-aan-NH-CO-aan-1-NH-

A nivel fisiolgico la RNasaP y la peptidiltransferasa ribosmica son posiblemente los que mejor reflejan el parecido de las ribozimas con las enzimas proteicas