Cada tipo de RNA sufre una forma diferente de procesamiento post-transcripcional

RNAt

RNAm

RNAr

• Remoción de extremos

• Modificación de las bases.

• Adición de -CCA

• Metilación de la ribosa.

• Remoción de partes intermedias del pre-RNAr

• Adición del 5’ cap

• Corte y empalme (splicing)

• Poliadenilación en 3’

RNAs ribosomales

El Ribosoma Procarionte

• Los procariontes tienen ribosomas 70s, formados por 2 subunidades: una grande de 50s y una pequeña de 30s.

• En los ribosomas ocurre la síntesis de proteínas.

rRNA 23s y 5s 34 proteínas

rRNA 16s 21 proteínas

El Ribosoma Eucarionte

• Los eucariontes tienen ribosomas 80S formados por 2 subunidades: 60S y 40S.

rRNA 28s, 5s y 5.8s ~49 proteínas

rRNA 18s ~33 proteínas

El rRNA juega un papel muy importante en la traducción

rRNA 16S

rRNA 23S

Los genes Ribosomales en la evolución

RNAs ribosomales

• Durante la maduración del RNA se metilan las ribosas y posteriormente el pre-rRNA se fragmenta para generar los rRNAs de distintos tamaños.

13 mil nt’s

Eucariontes Procariontes

6 mil 500 nt’s

Las proteínas ribosomales se importan al núcleo para formar partículas pre-ribosomales y estas son exportadas al citoplasma

¿COMO FUNCIONA EL RIBOSOMA?

5’ 3’

El papel principal de las proteínas ribosomales

es estabilizar a la estructura del rRNA

Schluenzen et al., Cell, 102, 615-23 (2000)

Harms et al., Cell, 107, 679-88 (2001) Lab de Ada Yonath, Inst Weizmann, Israel

Premio Nobel Química 2009

El RNAr de la subunidad pequeña propicia un

reconocimiento correcto codón : anticodón

• 75-90 ribonucleotidos.

• Contiene bases

modificadas.

RNA de transferencia

Brazo anticodón

Brazo aceptor

Brazo D

Brazo TψC

Brazo Variable

• La RNAsa P es una ribozima, contiene una subunidad de proteína y otra de RNA (catalítica).

Procesamiento del tRNA

Bases modificadas que se encuentran en los tRNA

• Pseudouracilos (y)

• 4 tiouridina

• 2 metilguanina

• 2 isopententenil adenina

• Dihidrouridina (D)

• Inosina

Plegamiento del tRNA

• El tRNA se pliega sobre sí mismo para adoptar una estructura 3° con forma de L invertida.

• En un extremo queda el brazo aceptor y en otro el brazo anticodón.

AA específico (Aminoácido)

mRNA XYZ

El AA debe ser adaptado para reconocer el codón XYZ

Solución:

El RNA de transferencia como Adaptador

a) Apareamiento de bases con el codón

Interacción Codón | Anticodón

b) Reconocimiento específico

Función del tRNA en traducción:

intérprete

El Código Genético permite la traducción fidedigna de RNA a Proteína

identificando las bases por tripletes para incorporar cada aminoácido

El código genético es degenerado

64 posibles combinaciones de tripletes

solo 20 aminoácidos

Interacción codón-anticodón

las cadenas que interaccionan son

ANTIPARALELAS

la 3ª posición del CODON puede no

aparear (hipótesis del “bamboleo”)

las bacterias tienen 31 diferentes

tRNA

los eucariontes tienen 48

El carboxilo del aminoácido forma un enlace ester con la ribosa

Activación del aminoácido antes de su unión al tRNA. Esta activación se realiza

por la aminoacil tRNA sintetasa y ATP para dar lugar a un Aminoacil

Adenilato (aminoacil AMP)

1 ATP!

1. Formación de

aminoacil-adenilato

2. Síntesis de aminoacil-tRNA

Aminoacilación del tRNA

Especificidad de las aminoacil-tRNA

sintetasas

Fidelidad del código genético!

Visualización del tRNA unido a una

aminoacil tRNA sintetasa

La aa-tRNA sintetatsa tiene dos mecanismos de

corrección: uno para el tRNA, otro para el aminoácido

Este mecanismo de

edición permite tener

1 error cada 40,000

aa incorporados

Aminoácidos similares pasan por un doble filtro en las aa-tRNA sintetasas

Isoleucil – tRNA sintetasa

Leu es demasiado grande para

el sitio activo de síntesis

Ile cabe en el sitio de síntesis

pero no en el de edición

Val cabe en el sitio de síntesis y

en el de edición por lo que es

eliminado

Val Ile Leu

= VIL

Aminóacidos de cadena ramificada (Branched Chain

Aminoacids; BCAA)

Son muy frecuentes en todas las proteínas, se utilizan

como suplemento alimenticio

I

II

Hay dos clases de aa-tRNA sintetasas dependiendo del OH que

inicialmente se aminoacila

Se considera que ancestralmente las

aa-tRNA sintetasas funcionaban en

forma de dímero, de ahí la orientación

de sus sitios activos hacia 2’OH y

3’OH de la ribosa

Algunas características del código genético

-61 codones para aminoácidos, 3 codones de paro

-Hay alrededor de 40 tRNAs diferentes para los 61 codones

(hipótesis del bamboleo)

-Hay 20 aminoácidos y 20 aminoacil-tRNA sintetasas

-El código genético es degenerado

-El código genético es universal, pero hay diferente

frecuencia de uso de codones dependiendo del organismo

Si la secuencia del mRNA se lee por tripletes existen tres posibles marcos de

lectura. ¿Cómo saber cuál de los tres es el correcto?

¡ Se define por el codón de inicio AUG !

En bacterias la selección del codón de inicio AUG se realiza por

interacción entre el mRNA y rRNA 16S (subunidad 30S del

ribosoma)

5

AGGAGGU3

Shine-Dalgarno

En un RNAm policistrónico bacteriano, cada

cistrón tiene su propio AUG y Shine-Dalgarno

En eucariontes el mRNA para traducirse es reconocido por

el 5’-CAP (7mGpppG)

Funciones:

Protección (5’exo)

Procesamiento

Exportación

Traducción

Además, el ribosoma (subunidad 40S) debe reconocer

un entorno particular del codón de inicio AUG:

Secuencia KOZAK

A

consenso

La secuencia Kozak: A/G (-3) y G (+4) permite pausar el ribosoma

para que ocurra el reconocimiento codón-anticodón

.....C C G

C C A U G G

40S

5’CAP

Marco abierto de lectura (ORF) corresponde a la

secuencia de la proteína

Región no traducible 5’

(5’UTR)

ORF

Región no traducible 3’

(3’UTR)

Próxima clase: Mecanismo de Traducción Procarionte/Eucarionte