Presentacin de PowerPoint

TranscripcinSntesis enzimtica de ARN a partir de un molde de ADN

ATGCUARNAGCDesoxirribonucletidosRibonucletidosADN

Diferencias qumicas entre el ADN y el ARN2RequerimientosGENADN MOLDE

ENZIMAARN POLIMERASARIBONUCLETIDOS TRIFOSFATO

A U C GCATIN DIVALENTEMAGNESIO

Mg+23RequerimientosGEN

PromotorTerminador

Inicio de la transcripcinCCAATTATATTGACATTATAAT-35-10-30-100HumanosBacteriasPromotorSecuencia de ADN donde se une la enzima parainiciar la transcripcin4

Transcripcin en Eucariotas: Diferencias con Procariotas. Relacin con la condensacin del DNA.

En los cromosomas metafsicos, donde la condensacin es mxima, total mente impedida la transcripcin.Esto tiene lugar durante la interface, pues solo ocurre sobre la conformacin de fibras de 10 nm, de mnima condensacin y mayor accesibilidad a las RNA polimerasas y otras protenas necesarias para el proceso.

Solo se transcribe una pequea parte del genoma.

Una gran mayora del DNA gentico de eucariotas nunca se transcribe (DNA no codificante, en buena parte repetitivo).El carcter no funcional o simplemente no transcribible aparecen copias defectuosas de genes (pseudogenes y fragmentos de genes), estructuras cromosmicas que no se transcriben.Solo se transcribe el 35% restante, corresponde a los exones de las regiones estructurales de los genes, sean de secuencia nica o repetitiva y a sus intrones (aunque estos no son estrictamente son DNA, no codificante).Dentro del DNA que se puede transcribir, clulas diferentes transcriben distintas regiones de DNA, segn sus necesidades y gracias al complejo proceso que constituyen el control de la expresin gnica.

El proceso es mucho ms complejo que en procariotas

Procariotas

La molcula de mRNA resultante de la transcripcin (transcrito primario) es ya funcional, no hace proceso de maduracin postranscripcional y se utiliza inmediatamente como molde para la traduccin en el mismo comportamiento subcelular ( no hay membrana celular).Un mRNA puede empezar a traducirse antes de haberse completado su sntesis por transcripcin.La mayora de los tRNAs y rRNAs deben sufrir maduracin, anlogas a la eucariotas. EucariotasEl transcrito primario o RNA resultante de la transcripcin, experimenta en el ncleo la maduracin o procesamiento postranscripcional.Los RNAs maduros se transportan luego al citosol para participar en la traduccin.Existe una separacin espacial y temporal entre transcripcin y traduccin.

Existen varias RNA polimerasa diferentes.

EUCARIOTASPROCARIOTAS-Una sola enzima formada porcinco tipos de polipptidos:, , , ,

El factor reconoce al promotory permite la unin al molde deADN

, , , forman la enzima quecataliza la sntesis de ARN

Tres tipos de enzimas

ARN polimerasa I Transcribe ARN ribosomal-ARN polimerasa II Transcribe genes que se traducen a protenas-ARN polimerasa III Transcribe ARN de bajo peso molecular (ARNt)

Especificidad respecto al tipo de gen transcrito y RNA formado cada RNApol transcribe un tipo de gen y da lugar a transcritos primarios que originan por maduracin distintos tipos de RNA maduros.La RNApol-I transcribe el gen del pre-rRNA precursor nico de 3 de los 4 tipos de rRNAs componentes del ribosoma citoplasmtico.La RNApol-II transcribe todos los genes de protenas, sintetizando los RNAs nucleares heterogneos.La RNApol-III TRANSCRIBE LOS GENES DE TODOS LOS tRNAs

LOCALIZACION Y CANTIDADLas RNApol se localizan en el nucleoplasma (RNApol-II y III) o en el nuclolo (RNApol-I). Este es una regin densa del ncleo, de tincin mas intensa, rica en RNA y protenas, no rodeada por membrana alguna ni observable durante la mitosis. Surge de la propia transcripcin de los genes de Rrna, proceso muy activo para proporcionar la elevada cantidad de ribosomas que necesita la clula.

Susceptibilidad a inhibidores. Permite la distincin experimental de las tres polimerasas nucleares por su respuesta a la a-amanitina (octapptido bicclico con varios aminocidos infrecuentes).En clulas animales la a-amanitina no afecta a la RNApol-I, inhibe fuertemente ala RNApol-II, y dbilmente a la RNApol-III. En cuanto a la RNApol mitocondrial, no se ve afectada por a-amanitina , pero s por la rifampicina, que no afecta la a las polimerasas nucleares. La RNA polimerasa estn formadas por un gran nmero de subunidades.La RNApol de procariotas esta formada por 4 o posibles 5 polipptidos, asociados a la enzima llamada minima o ncleo.Para inociar la transcripcin, la enzima minima requiere de la union de otros polipptido independiente la subunidad, que participa reconociendo las secuencias promotoras en el DNA, o sitio de inicio de la transcripcin.Una vez iniciada la transcripcin, la subunidad se vuelve a disociar de la enzima minima.

La RNApol de eucariotas son mucho ms complejas, formados por entre 10 y 14 subunidades.La subunidad de la RNApol- II contiene un dominio C-terminal (llamado CDT, de C- terminal domain) con multiples repeticiones de la secuencia Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Thr.Este dominio puede ser fosforilado en Ser y Thr, adquiriendo una elevada carga negativa, lo cual est relacionado con la funcin de la transicin entre las fases de iniciacin y elongacin. Terminacin

El complejo de trascripcin corresponde a seales especificas para finalizar el proceso separndose del RNA formado.

Transcripcin en procariotasTerminacin independiente de p

Terminacin dependiente de p

Transcripcin en eucariotasAl alcanzar determinadas secuencias del DNA eucaritico poco caracterizadas, se produce la terminacin como consciencia de la combinacin de dos de los factores:Detencin o pausa del RNA polimerizaDesestabilizacin del hibrido RNA/DNALa influencia de los dos mecanismos es diferente para cada una de las tres polimerasas eucariticas

RNApol-l

RNApol-ll

RNApol-lll

Etapas de proceso de transcripcin La enzima inicia la sntesis de ARN

PromotorLa polimerasa se uneal promotor del ADNPolimerasaSe desenrrolla el ADN.Desnaturalizacin (apertura) de la doble Hlice.123INICIO241.La holoenzima 2reconoce al promotor de una unidad de transcripcinEl reconocimiento se debe al factor Existen distintos factores para distintos tipos de promotores2.Apertura del promotorDesenrollamiento y separacin de las cadenas de DNA en la zona de inicio3.Unin del primer nucletido trifosfato a la RNA polimerasaSuele ser ATP o GTPSe une por apareamiento de bases a la hebra molde de DNA

Proceso de Transcripcin: Iniciacin

TopoisomerasasINICIODireccin de la transcripcinARN polimerasaARN 26La Enzima avanza sobre la doble hlice, desenrrollando el ADN y aadiendoRibonucletidos a la nueva cadena de ARN

ARNADNADN desnaturalizadoARNpolimerasaTranscrito de ARNADNmoldeELONGACIN274.Unin de sucesiva de los siguientes nucletidosCada uno se une al 3-OH libre del anterior por enlace fosfodisterSe van seleccionando por apareamiento especfico con la hebra de DNA moldeSe forma una hlice dplex hbrida DNA/RNA de ~8 pbLa regin que contiene la RNA polimerasa y la hlice hbrida se llama burbuja de transcripcin

5.Avance de la burbujaLa hlice de DNA se va desenrollando por delante y enrollando por detrsEl factor se suelta. 2contina hasta la terminacin

Burbuja de transcripcinELONGACINUna secuencia terminadora o una protena detiene a la enzima, libera la hebra de ARN, y disocia el complejo de transcripcin.TERMINACIN29

Mecanismo por TERMINADOR Secuencia palindrmica rica en GC seguida de una secuencia rica en AT

TERMINACIN PROCARIOTASLlegada a la seal de terminacin en la hebra moldeSecuencia palindrmica rica en GC seguida de secuencia rica en ATSe forma una estructura en horquilla en el RNA transcritoLa polimerasa se para y el hbrido DNA/RNA se vuelve inestableLa transcripcin finaliza en los residuos de U que siguen a la horquilla30Mecanismo dependiente del factor Actividad ADN/ARN helicasa que disocia el complejo de transcripcin

TERMINACINDisociacinDisociacin del hbrido DNA/RNAFusin y enrollamiento del DNA abiertoDesprendimiento de la RNA polimerasaTerminacin dependiente del factor (en algunos casos)Actividad DNA/RNA helicasa, dependiente de ATP, que disocia el complejo de transcripcin 31

Transcripcin en Eucariotas

Tiene lugar en el ncleoExisten tres tipos de RNA polimerasas (cada una reconoce un tipo de promotor)RNA polimerasa ISintetiza precursores de los rRNARNA polimerasa IISintetiza precursores de los mRNARNA polimerasa IIISintetiza precursores de los tRNAPromotores complejos y secuencias potenciadorasCaja TATA entre 30 y 100Otras secuencias (caja CAAT, caja GC)Son necesarios los factores de transcripcinSe unen a los promotores y secuencias potenciadorasGuan la unin de la polimerasa

Inhibidores de transcripcinCompuestos que inhiben la transcripcin al actuar sobre la RNA polimerasa. Son de inters desde el punto de vista experimental y por su aplicacin como antibiticos.

Antibiticos de tipo I: formado por los compuestos que se unen a la RNA polimerasa, activndola de modo directo. Pertenecen a este grupo:

Rifamicinas (producidas por Streptomyces mediterraneus) y sus derivados semisintticos (como la rifampicina) que se unen a la subunidad de la RNApol bacteriana, impidiendo el inicio de la transcripcin.

Estreptolidigina (producida por Streptomyces lydicus), que tambin se fija a la subunidad , pero inhibe la elongacin.Inhibidores de transcripcinAntibiticos de tipo II: la transcripcin se inactiva indirectamente, pues el antibitico se une al DNA impidiendo la unin de la polimerasa o bien su avance. Por ello se inhiben por igual todas las RNApol as como las DNApol.

Actinomicina D, sintetizada por varias especies de Strptomycres, formada por dos pentapptidos cclicos unidos a un sistema anular plano fenoxazona.

Acridina y sus derivados, que inhiben la sntesis de RNA de una forma similar.

Daunomicina y sus derivados, que se emplean como quimioteraputicos en diversos tipos de cncer, que actan perfectamente sobre las clulas con crecimiento rpido.

Bromuro de etidio, de uso comn en el laboratorio para la tincin de DNA en electroforesis, es tambin un agente intercalante.

Inhibidores de transcripcinAntibiticos de tipo III: son inhibidores indirectos. Actan impidiendo la accin de la DNA girasa procaritica, enzima que introduce superenrollamientos negativos en el DNA. Son necesarios para la separacin de hebras de DNA (que permite replicacin y transcripcin). Los principales son:

Cumermicina

Novobiocina

cido nalidixico

Procesamiento Post-transcripcional

Procesamiento:Modificacin Post-transcripcin de algunos RNA transcritosTranscrito primarioRNA recin sintetizado, no modificadoEn procariotasLos mRNA no se procesanLos rRNA y tRNA se obtienen por corte y modificacin de transcritos primariosIntervienen RNAscatalticos

Corte y pegado, Corte y empalme o ayuste (en ingls splicing)Corte y empalmeLa etapa esencial de la maduracin postranscripcional del transcrito primario hasta dar el mRNA eucaritico consiste en la eliminacin de los intrones y la unin o empalme de los exones.Secuencia que delimita el intrnInterviene 2 secuencias especficas, que definen Los extremos del intrn y otra de su interior , conocidas como sitios o centros de corte y empalme o de ayuste (centro 5, centro 3y centro de ramificacin)

Mecanismo de la reaccin

Gen de Ovoalbmina

Ejemplo: Splicing del gen de ovoalbminaABCDEFGL1234567ABCDEFGL12345677 intrones12345671.872nucletidosAAAAnRNA extraEdicin, rompimientoy poliadenilacinDNATranscritoprimarioRNa maduro Cap