Transcripci n Edmodo

5/28/2018 Transcripci n Edmodo

1/60

1


2/60

Es un polmero compuesto pornucletidos unidos por enlacesfosfodister

Posee azcar ribosa, un hidroxilo libre enel tomo de carbono 2, a Uracilo comobase nitrogenada

Es de cadena simple (con algunasexcepciones en virus) y puede formarestructuras secundarias (lazos en formade horquillas)

2


3/60

Caracterstica ADN ARN

Compuestos pornucletidos

Si Si

Tipos de azcarDesoxirribosa Ribosa

Presencia del grupo2-OH

No Si

Bases A, G, C, T A, G, C, U

Nucletidos unidos por

enlaces fosfodister

Si Si

Cadena Doble Simple

Estructura secundaria Doble hlice Muchos tipos

Estabilidad Bastante estable Se degrada confacilidad

3


4/60

4


5/60

TRANSCRIPCIN

Un molde deADN

Sustratos(materiales en

bruto)

Aparato detranscripcin

la sntesis de molculasde ARN , tomando

como molde al ADN

El primer paso en la

transferencia deinformacin gentica

del genotipo alfenotipo

eses

tiene

Que son

Componentesprincipales

5


6/60

6


7/607

EL MOLDEen

1970, Oscar Miller Jr.,Brbara Hamkalo y

Charles Thomas

Revelaron unas

Estructuras con forma de rbol navideo

Que consistian en

fibras centrales delgadas de ADN (el tronco delrbol) a la que se unan cadenas de grnulos

de ARN(las ramas)


8/608

EL MOLDE

Consta de

Cadena transcripta Unidad de transcripcin

Cadena deARN que se ha

transcrito

Es la

De unaSola cadena de ADN

(Cadena molde)

Es un

Tramo de ADN

que

codifica

una

Molcula de ARN

Sitios crticos

presenta

Promotor

Regincodificante de

ARN

Terminador

Secuencia de ADN a laque se une el aparato detranscripcin. Indica cualser la cadena molde y

la direccin de latranscripcin

Secuencia denucletidos de

ADN que secopia a una

molcula de ARN

Secuencia de nucletidosque seala el sitio en que

debe finalizar latranscripcion


9/609


10/6010

El sustrato para la transcripcin

EI RNA se sintetiza a partir de ribonuclesidos trifosfatos

(rNTP) Durante la sntesis los nucletidos se aaden uno porvez al grupo 3 -OH de la molcula creciente de RNA. Secortan dos fosfatos del ribonuclesido trifosfato queingresa; el fosfato restante participa en un enlace

fosfodister que conecta el nucletido a la cadena de

RNA creciente

RNA + rNTP RNA + PPin n+1

Los nucletidos se aaden siempre al extremo 3' dela molcula de RNA y por consiguiente la direccin

de la transcripcin es 5'3'


11/60

La accin de la RNA polimerasa aumenta debido a numerosas protenasaccesorias que se unen y abandonan la polimerasa en diferentes etapas

del proceso. Cada protena accesoria desempea una funcin especial o

la regula. Por ende, la transcripcin, al igual que la replicacin, requiere unconjunto de protenas.

11

El aparato para la transcripcin

RNA polimerasas eucariontesRNA polimerasa bacteriana

Las bacterias poseen un solo

tipo de RNA polimerasa quecataliza la sntesis de todos lostipos de RNA bacteriano:mRNA, tRNA y rRNA. La RNApolimerasa bacteriana es unaenzima grande y multimrica

(lo que significa que consisteen varias cadenaspolipeptdicas).

Las clulas eucariontes poseen

tres tipos distintos de RNApolimerasa, cada uno de loscuales es responsable de latranscripcin de una clasediferente de RNA: la RNApolimerasa I transcribe rRNA, la

RNA polimerasa II transcribepre-mRNA. snoRNA y algunossnRNA y la RNA polimerasa IIItranscribe molculas de RNApequeas, especficamentetRNA. rRNA pequeo y algunos

snRNA.


12/60

La etapa de iniciacin, en la cual el aparatode transcripcin se ensambla sobre elpromotor y comienza la sntesis del RNA.

La etapa de elongacin, en la cual la RNApolimerasa semueve a lo largo del DNA, lo desenrolla yaade nuevos nucletidos, uno por vez, al

extremo 3' de la cadena creciente de RNA. La etapa de terminacin, en la que se produce

el reconocimiento del extremo de la unidadde transcripcin y la separacin de lamolcula de RNA del molde de DNA.

12


13/60

La iniciacin comprende todos los pasos necesariospara comenzar con la sntesis de DNA, lo que incluye1) el reconocimiento del promotor, 2) la formacinde la burbuja de transcripcin, 3) la creacin de los

primeros enlaces entre los rNTP y 4) el escape delaparato de transcripcin desde el promotor. La iniciacin de la transcripcin requiere que el

aparato de transcripcin reconozca al promotor y seuna a el. En esta etapa la selectividad de latranscripcin se ve reforzada; la unin de la RNApolimerasa al promotor determina cuales sern laspartes del molde de DNA que se transcribirn y conque frecuencia.

13


14/60

Promotores bacterianos.Los promotoresson secuencias de DNA reconocidas por

el aparato de transcripcin y requeridaspara que ocurra este proceso. En lasbacterias los promotores suelen estar allado de una secuencia que codifica

RNA.

14


15/60

Sntesis inicial del RNA.Despus de la unin de la holoenzima alpromotor la RNA polimerasa se posiciona sobre el sitio deiniciacin de la transcripcin {en la posicin +1) y desenrolla elDNA para producir un molde de cadena simple. La orientaciny la separacin espacial de las secuencias consenso sobre unacadena de DNA determinan que cadena ser el molde de latranscripcin y, por tanto, la direccin de sta.

Para comenzar la sntesis de una molcula de RNA la RNApolimerasa aparea la base de un ribonucletido trifosfato consu base complementaria en el sitio de iniciacin de la cadenamolde de DNA

A menudo durante el curso de la iniciacin y mientras aun estaligada al promotor la RNA polimerasa genera en forma repetidatranscripciones cortas (de 2 a 6 nucletidos de longitud) y las

libera. Luego de varios intentos fallidos la polimerasa sintetizauna molcula de RNA de 9 a 12 nucletidos de longitud que lepermite transitar hacia la etapa de elongacin.

15


16/60

Ncleo de laenzima

Subunidad


17/60

Prokaryotic RNA polymerase structure

RNA polymerase of E. coli is a multisubunit protein

Subunit Number Role

a 2 uncertainb 1 forms phosphodiester bondsb 1 binds DNA templates 1 recognizes promoter and

facilitates initiation

a2bbs a2bb + s

holoenzyme core polymerase sigma factor

f i d l f t i


18/60

La funcin del factor sigmaLa subunidad sigma de la ARN polimerasa es un "factorde iniciacinExisten diferentes factores sigma en E. coli que son:especficospara diferentes conjuntos de genessigma factor de funciones para asegurar que une laARN polimerasa de forma estable al ADN slo a lospromotores

sigma desestabilizante no especfico unido al ANDpromotorsigma estabiliza la unin especfica al ADN promotoresto acelera la bsqueda de ADN promotor

Ka(M-1)

Any DNA Promoter DNA(nonspecific) (specific)

Core 2 X 1011

Holo 1 X 107 1013 to 1015

romoters var in stren th b ~two orders of ma nitude


19/60


20/60

Regin -35 Espaciador Regin -10 Espaciador Inicio del RNA

TTGACA N17 TTAACT N7 A

TTTACA N16 TATGAT N7 A

TTTACA N17 TATGTT N6 A

TTGATA N16 TATAAT N7 A

CTGACG N18 TACTGT N6 A

TTGACA TATAAT

trp

tRNATyr

lac

recA

araB, A, D


21/60

Mechanism of RNA synthesis

RNA synthesis usually initiated with ATP or GTP (the first nucleotide)RNA chains are synthesized in a 5 to 3 directionTermination of some transcripts makes use of the Rho protein, which is a

termination factor that catalyzes the dissociation of the RNA and polymera

A = T

U = A

A = T

U = A

RNA RNA


22/60


23/60


24/60

+NH

Sar

L-Pro L-meVal

D-Val

L-Thr

O

Sar

L-Pro L-meVal

D-Val

L-Thr

O

O OCCN NH2

OO

CH3 CH3

Acridina

Actinomicina D


25/60

Una vez que el proceso de transcripcin hacomenzado la burbuja de transcripcinavanza a medida que el RNA es transcrito yse contina hasta que la polimerasa

encuentra una secuencia que induce ladisociacin del complejo DNA-RNA y laseparacin de la enzima.

En eucariontes esta secuencia no ha sidobien estudiada, mientras que para los

procariontes como E. colise hanreconocido dos tipos de seales determinacin que se diferencian por laausencia o presencia de un factor proteicoque parece reconocer dicha seal.


26/60

La primera de ellas,conocida comoterminacinindependiente de rho (r),

contiene una secuenciaque induce a la formacinde una horquilla en eltranscrito de RNA de 10 a15 nucletidos antes delfinal, seguida por un tramo

de poliA en la cadenamolde que facilita ladisociacin de loselementos de latranscripcin.


27/60

En la terminacindependiente de rno sepresenta el tramo depoliA, aunque s se forma

una horquilla en la que laRNA polimerasa hace unapausa y si se encuentra laprotena rpresente sedetiene la transcripcin.

No se conoce a detalle el

mecanismo dedisociacin, pero en estese produce la hidrlisis deATP por efecto de r.


28/60


29/60


30/60


31/60

5-bromo-4-chloro-3-indolyl-b-D-galactoside


32/60

Muchas protenas bacterias soninducibles, o sea que su sntesis esregulada dependiendo del estado

nutricional de la clula. La expresin diferencial de los genes

que codifican para esas protenasesta regulada generalmente a nivel

de la iniciacin de la transcripcin


33/60

Basados en el modelo de Jacob yMonod del control transcripcional,la transcripcin del opern lac, quecodifica 3 protenas inducibles, es

reprimido por unin de la protenarepresora de lac a la secuenciaoperadora.

En presencia de lactosa o otros

inductores, esta represin selevanta y el opern lac setranscribe.


34/60

Las mutaciones en el promotor, queune a la RNA polimerasa, o en el

operador, actan en cis; esto es sloafectan la expresin de los genes enla misma molcula de DNA en queocurre la mutacin.


35/60

Las mutaciones en la secuencia deun operador que resulta en ladisminucin de la unin del

represor, resultan en unatranscripcin constitutiva. Las mutaciones en una secuencia

promotora, que afectan la afinidad

de la unin de la RNA polimerasapueden disminuir (mutacin a labaja) o incrementar (mutacin a laalta) la transcripcin.


36/60

Los represores y los activadoresactan en trans; esto es, afectan a la

expresin de los genes que regulan sinimportar en qu molcula de DNAestn localizados en la clula.


37/60

DNA Repressor Repressor + Inducer

lac operator 2 X 1013 2 X 1010

All other DNA 2 X 106

2 X 106

___________________________________________________

Specificity1 107 104___________________________________________________

1Specificity is the ratio of(Kafor binding to operator DNA) / (Kafor binding to random DNA)


38/60

OperadorDNA

Promotor

mRNA5' 3'

mRNA5' 3'

(a)La molcula seal( ) origina la disociacinde la protena reguladoradel DNA

(b)La molcula seal

( ) origina la uninde la protena reguladoraal DNA


39/60

mRNA5' 3'

mRNA5' 3'

RNA polimerasa

(a)La molcula seal( ) origina la disociacinde la protena reguladoradel DNA

(b)La molcula seal( ) origina la uninde la protena reguladoraal DNA


40/60

DNA

Sitio de unindel activador

Promotor

Sitio de unindel represor(operador)

Secuencias reguladoras

Z Y A


41/60

mRNA

PI I Z Y AP O

Represor


42/60

PI I Z Y AP O

PI I Z Y AP O

DNA

mRNA

Alolactosa

(o IPTG)


43/60

5'-ATTAATGTGAGTTAGCTCACTCATTAGGCACCCCA

GGCTTTACACTTTATGCTTCCGGCTCGTATGTTGTGTG

GAATTGTGAGCGTGATAACAATTTCACAC

Sitio CAP

Regin -35 Regin -10

Operador

Sitio de unin a la RNA polimerasa


44/60

DNA

Motivo de unin al DNA

cAMP


45/60

P O

P O

P O

P O

Deficienciade glucosa,abundancia

de cAMP

Abundanciade glucosa,deficienciade cAMP

Deficiencia de lactosa Abundancia de lactosa

RNA polimerasa

mRNA


46/60

araC araB araA araD

Genes estructurales

Sitios de Regulacin

araO2 araO1 araI

PC PBAD

Sitio de unin de CAParaC mRNA

Represor

Activador

L-Arabinosa

araBAD mRNA


47/60

araCaraO2

araO1 PC

araI

Sitio de unin de CAP

PBAD

araBAD

RNA

polimerasa

araC mRNA


48/60

araO2

araC

araO1

araI

araBAD

PBADPC

ProtenasAraC

Sitio de unin de CAP

Glucosa a niveles altosarabinosa a niveles bajos


49/60

araC

araO2

PCaraI

PBAD

araBAD

RNA

polimerasa

araBAD mRNA

CAP-cAMP

Glucosa a niveles bajosarabinosa a niveles altos

arabinosa

Protena AraC


50/60


51/60

Trp

RepresorTrp

P OtrpR

Gua (trpL) Atenuador

trpE trpD trpC trpB trpA

RepresormRNA

Regin reguladora Genes estructurales

mRNAatenuadoaltos niveles detriptofano

trpmRNAbajos nivelesde triptofano


52/60

5'mRNA

Pptidolider

MKAIFVLKGWWRTS

Ribosoma

Estructuraatenuadora

RNApolimerasa

DNACodones Trp

UUU 3'

Pptidolider

1 23

4

2

1

34

Genes estructurales

DNA RNApolimerasa


53/60

Pptido gua

M K A I F V L K G W W R T S - PARO

PolipptidoTrpE

1

2

4

3


54/60

Par 3:4

Par 2:3


55/60

DNA duplex

5'

3' 5'3'

RNA polimerasa

NH3+ NH3

+

Direccin de traduccin

Direccin de transcripcin

Ribosoma

mRNA

5'

mRNA


56/60

A B C D E F G

L 1 2 3 4 5 6 7

A B C D E F G

L 1 2 3 4 5 6 7

7 intrones

123 4 5 6 7

1.872nucletidos

AAAAn

RNA extra

Edicin, rompimientoy poliadenilacin

DNA

Transcritoprimario

RNa maduro

Cap

Gen de Ovoalbmina


57/60

Las molculas de RNA pueden funcionar comocatalizadores biolgicos y muchas de ellas fueron los

primeros transportadores de la informacin gentica. El RNA es un polmero formado por nucletidos que se

mantienen unidos por enlaces fosfodister. Cadanucletido de RNA consiste en un azcar ribosa, unfosfato y una base. El RNA contiene la base uracilo; sueleser de cadena simple, lo que le permite formar estructuras

secundarias. El RNA ribosmico es un componente del ribosoma, el

RNA mensajero lleva instrucciones de codificacin paralas protenas y el RNA de transferencia ayuda a incorporarlos aminocidos a una cadena polipeptdica. Otrasmolculas de RNA que se encuentran en las clulas

eucariontes incluyen el premRNA. (el precursor delmRNA), los snRNA, (que participan en el procesamientode los pre-mRNA), los snoRNA. (que procesan el rRNA), losscRNA, (que se encuentran en el citoplasma) y los miRNA,(cuyas funciones son la degradacin del RNA y lainhibicin de la traduccin).

57

El molde para la sntesis de RNA es una cadena


58/60

El molde para la sntesis de RNA es una cadenasimple de DNA. En la transcripcin la sntesis de RNAes complementaria de la cadena molde de DNA yantiparalela a ella.

La unidad de transcripcin consiste en un promotor,una regin que codifica el RNA y un terminador. Los sustratos para la sntesis de RNA son

ribonuclesidos trifosfatos. En la transcripcin secortan dos fosfatos de un ribonuclesido trifosfato y

el fosfato remanente participa en el enlacefosfodister con el grupo 3"-OH del extremocreciente de la molcula de RNA.

La RNA polimerasa de las bacterias consiste en unaenzima "core" que cataliza la adicin de nucletidosa una molcula de RNA y otras subunidades que se

unen a la enzima "core" para proporcionarlefunciones adicionales. El factor sigma controla launin de la enzima "core" al promotor: el factor rhoproporciona ayuda para la terminacin de latranscripcin.

58

Las clulas eucariontes contienen tres RNA polimerasas: la RNA


59/60

Las clulas eucariontes contienen tres RNA polimerasas: la RNApolimerasa I, (que transcribe el rRNA), la RNA polimerasa II, (quetranscribe el pre-mRNA y algunos snRNA) y la RNA polimerasa III, (quetranscribe los tRNA, el rRNA pequeo y algunos snRNA).

El proceso de transcripcin consta de tres etapas: iniciacin,elongacin y terminacin.

Los promotores son reconocidos por el aparato de transcripcin yresultan necesarios para el proceso de transcripcin. Contienensecuencias consenso cortas incluidas dentro de tramos ms largos deDNA.

La transcripcin comienza en el sitio de iniciacin, el que esdeterminado por las secuencias consenso. Se desenrolla un tramo cortode DNA cercano al sitio de iniciacin, el RNA se sintetiza a partir de una

cadena simple de DNA empleada como molde y el DNA vuelve aenrollarse en el extremo de la burbuja de transcripcin. Los terminadores son secuencias que se encuentran dentro de la regin

codificadora del RNA; la sntesis de RNA se detiene despus de latranscripcin del terminador. Las bacterias poseen dos tipos determinadores: los terminadores independientes de rho. que puedenreconocer la RNA polimerasa por s mismos, y los terminadoresdependientes de rho, que solo pueden reconocer la RNA polimerasacon ayuda de la protena rho.

En las clulas eucariontes el DNA forma un complejo con las histonasque interfiere en la unin de los factores de transcripcin y la RNApolimerasa. La cromatina puede ser modificada por acetilacin, porprotenas que la remodelan y por otros factores, lo que permite que losfactores de transcripcin y la RNA polimerasa se unan al DNA.

59

Dos clases de secuencias afectan la transcripcin en las clulasi


60/60

eucariontes: los promotores, que se encuentran cerca de losgenes, y los intensificadores, que pueden estar lejos de los genesque afectan.

Un promotor para la RNA polimerasa II consta de un promotormnimo, que resulta necesario para que existan niveles mnimosde transcripcin, y un promotor regulativo, Que afecta lavelocidad de transcripcin.

Los factores de transcripcin general se unen al promotormnimo y forman parte del aparato de transcripcin basal. Lasprotenas activadoras de la transcripcin se unen a lassecuencias presentes en los promotores regulativos y en los

intensificadores e interactan con el aparato de transcripcinbasal en el promotor mnimo. En las clulas eucariontes existen tres tipos de RNA polimerasas

que reconocen diferentes tipos de promotores, todos los cualespresentan secuencias consenso que sirven como sitios de uninde los factores de transcripcin.

Las tres RNA polimerasas que se encuentran en las clulaseucariontes emplean diferentes mecanismos de terminacin.

La transcripcin en las arqueobacterias posee muchassemejanzas con la transcripcin en los eucariontes.

Documents

Transcripci n Edmodo