Tema 6 Expresión y Regulación de Genes
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Tema 6 Expresión y Regulación de Genes Cap. 10, pág. 255-317 ¿Qué es un gen? ¿Qué es un gen? DNA transcripción mRNA no se traducen tRNA rRNA snRNA remoción de intrones en eucariotas traducción construcción de ribosomas Proteína síntesis de proteínas En Eucariotas: En Procariotas: Estructura de un Gen promoter terminator transcription start point +1 5’ 3’ open reading frame DNA 5’ 3’ ATG stop -10 sequence región promotora: atrae a la RNA polimerasa -35: punto de contacto inicial de la RNA polimerasa con el DNA -10: lugar donde la RNA polimerasa comienza a desenrollar el DNA para comenzar la trascripción leader sequence promoter terminator transcription start point +1 5’ 3’ open reading frame DNA 5’ 3’ ATG secuencia lider (Shine-Dalgarno): 5’-AGGA-3’ orienta correctamente el mRNA en el ribosoma stop Estructura de un Gen leader sequence promoter terminator transcription start point +1 DNA 5’ open reading frame 3’ 5’ 3’ ATG transcription termination site secuencia terminandora: al ser transcrita forma una estructura 2º que causa que la RNA polimerasa se detenga y se retire leader sequence promoter terminator transcription start point +1 5’ 3’ open reading frame DNA 5’ 3’ ATG mRNA stop open reading frame 5’ AUG 3’ stop protein amino terminus carboxy terminus DNA→RNA (transcripcion) síntesis de RNA (3 pasos) 1. iniciación 2. elongación 3. terminación Síntesis de RNA Elementos Envueltos en Iniciación 1. RNA polimerasa •se une a la región promotora • separa las hebras de DNA • polimeriza RNA en dirección 5’-3’ DNA hebra con sentido síntesis de RNA RNA DNA • uracilo reemplaza a timina • síntesis de RNA no requiere primer • RNA polimerasa no tiene mecanismo de corrección Síntesis de RNA Elementos Envueltos en Iniciación 1. RNA polimerasa 2. factor sigma: proteína que permite que la RNA polimerasa reconozca la región promotora y se una específicamente a ella RNA polimerasa (centro catalítico) factor sigma RNA polimerasa holoenzima (centro catalítico + factor sigma) región promotora Síntesis de RNA (Trascripción) 1. iniciación: acoplamiento de la RNA polimerasa a la región promotora a con la ayuda del factor sigma -35 sequence -10 sequence Pribnow box Síntesis de RNA (Trascripción) Procariotas • una sola RNA polimerasa para promotores de diferentes genes: mRNA tRNA rRNA Eucariotas tres tipos de RNA polimerasas: I, II y III. RNA polimerasa I: rRNA RNA polimerasa II: mRNA, snRNA RNA polimerasa III: tRNA • solo requiere el factor sigma para encontrar el promotor • varios proteínas accesorias son necesarias para reconocer el promotor Síntesis de RNA (Trascripción) 2. elongación: • comienza la trascripción • el factor sigma es liberado, •la cadena de RNA se extiende hasta alcanzar la región de terminación Síntesis de RNA (Trascripción) 3. terminación: • envuelve una secuencia al extremo 3’ del mRNA (región terminadora) • se forma estructura secundaria en forma de horquilla • este cambio conformacional desprende la RNA polimerasa región terminadora región terminadora RNA 3’ 5’ RNA RNA terminador intrínsico Terminadores Dependientes del Factor Rho • Rho (hexadímero) se une al mRNA • Rho usa ATP para moverse a lo largo del mRNA • la RNA pol. hace una pausa al final de la región terminadora y es alcanzada por el factor Rho • Rho desenreda la hebra hibrida de RNA y DNA liberando el mRNA y la RNA región terminadora OPERONES RNA pol P gen mRNA 5’ 3’ RNA pol P mRNA 5’ RNA pol gen P RNA pol gen P gen 3’ mRNA 5’ 3’ mRNA 5’ 3’ RNA pol P RNA pol gen mRNA 5’ P RNA pol gen P gen 3’ mRNA 5’ 3’ mRNA 5’ Operón RNA pol gen 1 P mRNA 5’ proteínas 3’ gen 1 1 gen 2 gen 2 2 gen 3 gen3 3 3’ Operones unidad reguladora que controla la transcripción de: • genes funcionalmente vinculados • físicamente asociados • genes se transcriben en una molécula de mRNA policistrónico (codifica varias proteínas diferentes o distintos tipos de rRNA ) • ejemplos en procariotas: operón de lactosa operón de rRNA Operón de Lactosa lactosa (disacarido, galactosa + glucosa) RNA pol 5’ Z A 3’ mRNA policistrónico traducción Lac Z beta galactosidasa: descompone la lactosa en galactosa y glucosa Lac Y permeasa de lactosa Lac A acetilasa de betagalactósidos (añade -COCH3) Operón de rRNA Operón de rRNA Separación de diferentes tipos de rRNA por centrifugación en un gradiente de sucrosa Operón de rRNA + 21 proteínas + 34 proteínas subunidad 30S subunidad 50S ribosoma procariota 70S Síntesis de Proteínas Síntesis de Proteínas Introducción al tRNA Amino-acil tRNA sintetasa Phe Phe Síntesis de Proteínas Complejo de Iniciación (mRNA, 30S, tRNA-met, 50S) Ensamblaje requiere varias proteínas llamadas factores de iniciación y energía de GTP Síntesis de Proteínas Elongación (llegada de un tRNA + enlace péptido A=acceptor P= peptide E= exit P-site A-site Síntesis de Proteínas 1.Elongación: culmina con enlace péptido 2.Translocación (requiere el factor de elongación EF-G) E-site P-site A-site Síntesis de Proteínas Translocación-Elongación E-site P-site A-site Síntesis de Proteínas Removal of formyl group formyl Met formyl Peptide deformylase Met Methionine aminopeptidase Met Functional protein Trascripción y traducción en procariotas versus eucariotas Modificaciones del mRNA Eucariota 7-methyl guanosine (5’-cap) mRNA intron 1 intron 2 5’ intron 3 AAAAA 3’ poly-A tail The 5' cap has 4 main functions: 1. Regulation of nuclear export. 2. Prevention of degradation by exonucleases. 3. Promotion of translation 4. Promotion of 5' proximal intron excision. • transcription termination signal • protection against degradation Trascripción y traducción en procariotas versus eucariotas Doblamiento Global de Polipéptidos doblamiento después de síntesis espontáneo con ayuda de proteínas chaperonas Efecto de Antibióticos en Síntesis de Proteínas http://ribosome.bb.iastate.edu/70SnKmode/ Efecto de Antibióticos en Síntesis de Proteínas aplicación clínica basada en especificidad por ribosomas procariotas
