Diapositiva 1 - Genética y Biología Molecular

Universidad Nacional
Autónoma de México
Facultad de Química
Curso Genética y Biología Molecular (1630)
Licenciatura
Químico Farmacéutico Biológico
Dra. Herminia Loza Tavera
Profesora Titular de Carrera
Departamento de Bioquímica
Lab 105, Edif E
5622-5280
[email protected]
VI. TRANSCRIPCIÓN Y
PROCESAMIENTO DEL RNA
• Objetivo general
– El alumno revisará como se expresa la
información genética, identificando los factores
involucrados en este proceso: DNA y proteínas.
Reconocerá los mecanismos por los que se lleva
a cabo la maduración de los mensajeros.
Objetivos particulares
El alumno...
1. Tipos de genes.
2. Promotores
procariontes.
3. Síntesis de RNA
en procariontes.
4. Las fases de la
transcripción en
procariontes.
1.1. Conocerá los diferentes tipos de genes: los que codifican
proteínas, los que codifican RNA ribosomal y RNA de
transferencia.
1.2. Identificará los diferentes tipos de RNA: RNA mensajeros
(mRNA), RNA de transferencia (tRNA) y RNA ribosomales
(rRNA), sus características, abundancia en la célula y sus
funciones.
2.1. Conocerá las características y funciones de las secuencias
promotoras que definen el sitio de iniciación de la transcripción
(+1) de mRNA en procariontes: caja TATA (-10).
2.2. Conocerá algunas otras secuencias involucradas en la
regulación de la transcripción de mRNA en procariontes.
3.1. Analizará que la reacción de síntesis de RNA es en dirección
5’-3’, que requiere de ribonucleótidos, de un molde de DNA y de
una RNA polimerasa.
3.2. Distinguirá la cadena codificante (con sentido +) de la cadena
molde (sin sentido).
3.3. Conocerá la composición de la RNA polimerasas de
procariontes y la función de sus subunidades (factores sigma).
3.4. Conocerá que los mRNA tienen regiones no traducibles
(5’UTR y 3’UTR) que son importantes en la regulación de su vida
funcional.
3.5. Será capaz de transcribir una secuencia de mRNA a partir de
una secuencia de DNA en la que se indique cual es la hebra
molde, la caja TATA y el sitio de inicio de la transcripción.
4.1. Conocerá los requerimientos para el inicio de la transcripción,
identificando el complejo cerrado y el complejo abierto.
4.2. Comprenderá como ocurre la polimerización de
ribonucleótidos durante el alargamiento de la hebra de mRNA.
4.3. Distinguirá entre el tipo de terminación Rho dependiente y el
tipo Rho independiente.
Conoci- Compren- Aplicamiento
sión
ción
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Objetivos particulares
El alumno...
5. Transcripción en
eucariontes.
6. Inhibición de la
transcripción.
7. Procesamiento
post-transcripcional
de RNAm de
eucariontes.
8. Procesamiento
post-transcripcional
de RNAr y RNAt de
procariontes y
eucariontes.
Conoci- Comprenmiento
sión
5.1. Conocerá las señales que controlan la transcripción en
eucariontes: secuencias consenso y secuencias intensificadoras.
5.2. Reconocerá que las RNA polimerasas I, II y III sintetizan
diferentes tipos de RNAs en eucariontes.
5.3. Reconocerá que para la síntesis de mRNAs se requieren
diferentes factores proteicos (factores de transcripción).
5.4. Comparará los tres pasos de la transcripción de eucariontes
con los mismos pasos de procariontes.
6.1. Conocerá algunos inhibidores de la transcripción en
procariontes (actinomicina D, acridina, rifampicina) y en
eucariontes (-amanitina).
7.1. Conocerá que los RNAs se transcriben como un transcrito
primario que debe ser madurado para ser funcional
(procesamiento post-transcripcional).
7.2. Reconocerá que existen secuencias en el RNA y factores
proteicos que participan en el procesamiento post-transcripcional.
7.3. Comprenderá que los mRNAs de eucariontes se procesan por
tres mecanismos: splicing (empalme), capping y poliadenilación.
7.4. Conocerá que el RNA puede ser catalítico.
X
7.5. Conocerá que el mecanismo de "splicing" alternativo genera
diferentes mRNAs que dan origen a diferentes proteínas (un gen
codifica varias proteínas relacionadas).
8.1. Comprenderá como son procesados los RNAs ribosomales:
splicing, modificación de bases.
8.2. Reconocerá como son procesados los RNAs de transferencia:
splicing, modificación de bases, adición de CCA en el 3’.
8.3. Conocerá que los rRNA y tRNAs de procariontes también son
procesados post-transcripcionalmente.
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Aplicación
DOGMA
CENTRAL
Síntesis de RNA:
TRANSCRIPCIÓN
1. Tipos de genes
Un gene es una secuencia de DNA
que codifica:
a) un polipéptido (RNA mensajero)
a) un RNA (RNA ribosomal y RNA
de transferencia)
Estructura del RNA
cadena sencilla
En el RNA…
…el uracilo está en
lugar de la timina
…el uracilo se aparea
con la adenina
Dúplex
El RNA puede
presentar
diferentes
tipos de
estructura
secundaria
Región de cadena sencilla
Tallo - asa
Burbujas internas
Protuberancia
Juntas
Tres tallos, cuatro tallos
Desapareamiento, simétrica, asimétrica
La transcripción es el proceso por el
cual se sintetiza RNA
Los RNAs más abundantes y más estudiados son:
rRNA
RNA ribosomal, componente estructural y catalítico del ribosoma
tRNA
 RNA de transferencia, adaptador entre mRNA y proteína
mRNA
RNA mensajero, codifica la secuencia primaria de una proteína
Otros tipos de RNA
snRNA
RNAs pequeños nucleares, funcionan en
corte y empalme de intrones
snoRNA
 RNAs pequeños nucleolares,
procesamiento y modificación de rRNA
scaRNA
 RNAs pequeños de cajal, modifican
snoRNAs, snRNAs, miRNAs, regulan
traducción específica
miRNA
siRNA
Otros no
codificantes
 microRNAs, regulan la expresión genética
 RNAs pequeños interferentes, apagan la
expresión de genes mediante degradación de
mRNAs específicos
 Otros RNAs no codificantes que funcionan
en procesos diversos como síntesis de
telómeros, inactivación del cromosoma X,
transporte de proteínas, etc.
RNA ribosomal
PROCARIONTES:
RNAr 23S: 2,904 nts.
RNAr 16S: 1,542 nts.
EUCARIONTES:
RNAr 28S: 4,718 nts.
RNAr 18S: 1,874 nts.
Estructura
secundaria del
rRNA
RNA de transferencia
Región
aceptora
Asa
anticodón
Tamaño: 75 – 80 nucleótidos
RNA mensajero
El tamaño de los RNAs
mensajeros es variable y
depende del tamaño del gen que
se transcribe.
La estructura de los mRNAs es
variable y depende de la
secuencia.
Autoradiografía de mRNA
marcado radioactivamente con
32CTP. Se observan los
diferentes tamaños del mRNA.
La transcripción es la síntesis de
RNA a partir de un molde de DNA
Micrografía electrónica de la síntesis de RNA ribosomal
Dirección de la síntesis: 5’
3’
Solamente un fragmento de DNA, que
corresponde a un gen, es copiado a RNA
y sólo una de las dos cadenas de DNA es
copiada a RNA
• ¿Cómo sabe la RNA polimerasa cuál de las dos
cadenas usará como molde?
• ¿Cómo sabe la RNA polimerasa dónde comenzar
a sintetizar?
• ¿Cómo sabe la RNA polimerasa donde terminar
de sintetizar?
• ¿Quién abre la doble hélice de DNA?
¿En qué sitio del gen inicia la transcripción?
El sitio donde se inicia la transcripción es el +1
• ¿Cómo reconoce la RNA pol el sitio
para iniciar la transcripción?
• Es reconocido porque antes de él, hacia el 5’, hay
una región llamada promotor
• Esta secuencia de DNA no se transcribe, es
decir no se sintetiza RNA correspondiente a esa
región del DNA.
• El promotor sirve de señal de reconocimiento
para que la RNA pol se una a esa región y lleve a
cabo la transcripción
2. Promotores procariontes
Secuencias que se encuentran “corriente arriba” del sitio de inicio de la
transcripción. Hay secuencias muy conservadas en los promotores procariontes.
5 –8 pb
• Secuencia -10 o caja Pribnow TATAAT Apertura de la cadena.
• Secuencia –35 TTGTCA Es la región de reconocimiento e interacción con el
factor  de la RNA polimerasa.
Secuencias consenso en promotores
procariónticos
Caja TATA
Las secuencia del promotor está referida
a la cadena codificadora, no a la cadena
molde
El promotor Lac controla la expresión del gen lacZ, pero no del gen
lacI. Observa que la posición de la caja TATA en el sitio -10 se
representa sobre la cadena codificadora, es decir la que va de 5’ a 3’.
Los promotores tienen orientación
La dirección en la que se transcriben
los genes puede variar sobre el
cromosoma
Las flechas azules indican la dirección en la que se transcribirá el mRNA
(siempre se sintetiza en dirección 5’ – 3’), por lo que se puede deducir cual
es la cadena que sirve de molde.
El promotor contiene señales para
iniciar la transcripción pero no se
transcribe
La enzima que sintetiza RNA es la RNA polimerasa.
Solo hay una RNA pol en E. coli y está formada por 4
subunidades
: ensamblaje de las unidades y
unión al promotor
: sitio catalítico
’: se une al DNA y parte de la
subunidad catalítica
: reconoce el promotor específico
RNA polimerasa
RNAP crystal structure with modeled DNA (Adapted
from Korzheva et al., Science 2000)
La estequiometría de subunidades en la
holoenzima es 2'
La subunidad 
es disociable
Núcleo (core) de la
enzima
Cuando la subunidad 
se asocia al núcleo se
forma la holoenzima
Modelo de la RNA polimerasa de E. coli a partir
de los datos cristalográficos
Núcleo de la enzima 2
Holoenzima 2
La subunidad  sirve como nodo para ensamblar la RNA polimerasa holoenzima y
esta función reside en el dominio N- terminal de la proteína.
El domino C-terminal de la subunidad  interactúa con la región UP de los
promotores que la tengan.
¿Cómo reconoce la RNA pol cuáles genes
debe transcribir?
Porque existen diferentes factores que
reconocen promotores específicos:
Factores sigma
Funciones de la subunidad 
El factor sigma selecciona los genes a transcribirse al facilitar la unión entre la
RNA polimerasa y el promotor. Esta unión depende de la denaturalización local del
DNA que permite la formación de un complejo de promotor abierto
El factor  se recicla, i.e. cuando se disocia puede ser usado por otra RNA
polimerasa.
Al unirse al promotor, la RNA polimerasa causa la apertura de al menos 10 - 17
pb de la doble cadena de DNA. Esta “burbuja” de transcripción se mueve con la
polimerasa exponiendo la cadena molde, de tal manera que puede ser
transcrita.

Factores sigma (s)
Sigma 38: Regulates gene expression
against external stresses.
3. Síntesis de RNA en procariontes
Para la reacción química de la transcripción se requiere:
•La enzima RNA polimerasa
•DNA molde
•Ribonucleótidos (trifosfatados) ATP, GTP, CTP, UTP
•Proteínas o factores de transcripción
A diferencia de la replicación, en
la transcripción...
• Solamente un fragmento de DNA, que corresponde a un
gen, es copiado a RNA
• Sólo una de las dos cadenas de DNA es copiada a RNA
DNA Cadena codificadora: 5’-ATTCCGATGTACGAGG-3’
DNA
Cadena molde: 3’-TAAGGCTACATGCTCC-5’
RNA
5’-AUUCCGAUGUACGAGG-3’
La secuencia de la molécula de RNA que se sintetiza
a) es complementaria y antiparalela a la cadena molde
b) tiene la misma dirección y secuencia (U -> T) que la cadena
codificadora
La polimerización se lleva a cabo en
dirección 5’  3’
La cadena molde se lee en dirección 3’  5’
Reacción de polimerización
Mecanismo: ataque
nucleofílico del 3’OH
de la ribosa del
nucleótido n, al -P del
nucleótido n+1
4. Las fases de la
transcripción en
procariontes
•Inicio
•Alargamiento
•Terminación
RNA pol
Holoenzima
Complejo
cerrado
Complejo
abierto
Sigma se
disocia
Complejo de
elongación
Inicio de la transcripción
El factor sigma determina la iniciación
de la transcripción permitiendo que la
RNA polimerasa se una fuertemente al
promotor (COMPLEJO CERRADO)
La doble hélice en esa región debe
abrirse para permitir la lectura de la
secuencia formando el COMPLEJO
ABIERTO.
El factor sigma se disocia de este
complejo.
La RNA polimerasa tiene un canal
abierto al cual se une el DNA. Una vez
que se unen al DNA, los “dedos” de la
enzima se cierran alrededor del DNA.
Alargamiento
1.- Se disocia la subunidad  de la RNA polimerasa.
2.- Comienza la adición de ppp G o ppp A, en el extremo 5’ del RNA naciente.
ATP
GTP
UTP
CTP
Sustratos
+
DNA
(como molde)
Polimerasa de RNA
dirigida por DNA
(Mg++)
nPPi
5’
3’
pppApUpCpCpCpGpU…
RNA
(tipo, longitud y
secuencia de este RNA
dependen del gen de
DNA que se está
transcribiendo)
El RNA que se va copiando del DNA se llama transcrito
Estructura de una
cadena de RNA
Para la síntesis de RNA se van
añadiendo ribonucleótidos al 3’ OH,
polimerizándose la cadena a través
de enlaces fosfodiéster (la cadena va
creciendo en la dirección 5’ –> 3’)
H
Alargamiento
RNA polimerasa
Rebobinado
Desenrollado
Hebra codificadora
Hebra molde
3
5
3
5
Hélice híbrida
RNA - DNA
5’ ppp
RNA
naciente
3
Punto de
elongación
Desplazamiento de
la polimerasa
La “burbuja de transcripción” va avanzando, por un lado se abre el
DNA duplex y por el otro se re-bobina.
El RNA sintetizado va formando un híbrido (transitorio), con la cadena
3’ – 5’ del DNA.
BURBUJA DE TRANSCRIPCIÓN
Alargamiento
La subunidad  contiene el sitio activo de la RNA polimerasa donde se forman
los enlaces fosfodiéster
Hay dos sitios en el DNA que interactúan con la RNA polimerasa:
1.
Un sitio de unión débil que involucra la zona del DNA desnaturalizada y el sitio
2.
Un sitio de unión fuerte que involucra al DNA río abajo del sitio activo y lo
activo en la subunidad  de la polimerasa. La interacciones son
principalmente electrostáticas.
conforman las subunidades  y ‘ de la enzima.
La subunidad ‘ une dos átomos de Zn2+ que participan en la catálisis.
Esta subunidad se une fuertemente al DNA.
Terminación
Hay dos mecanismos de terminación de la
transcripción
Dependiente de la proteína Rho
Independiente de la proteína Rho
Terminación: dependiente de
la proteína Rho (trans)
La proteína rho es un hexámero que
hidroliza ATP en presencia de RNA.
Se une al RNA que se está sintetizando y
se mueve en dirección al sitio de
síntesis. Desestabiliza al híbrido DNA
– RNA, facilitando así la terminación
de la transcripción.
Terminación independiente de la proteína Rho (cis)
La secuencia al final del gen contiene repeticiones invertidas que permiten la
formación de una estructura de horquilla en el RNA. Hay una región rica en
Adeninas, de tal forma que el híbrido DNA-RNA que se forma es débil y se
disocia.
En un mRNA maduro existen tres regiones:
el 5’UTR, la región codificadora de la
proteína y la región 3’UTR
UTR: untranslated region
5’UTR o líder: contiene sitios de unión a ribosoma
En bacteria esas secuencias son llamadas Shine-Dalgarno (AGGAGG)
En vertebrados se conoce como caja Kozak
5. Transcripción en eucariontes
http://www.stromastudios.com/portfolio/transcription.html
La transcripción en eucariontes es
mucho más compleja que en
procariontes
En eucariontes hay 3 tipos de
RNA polimerasas
1. RNA Polimerasa I sintetiza RNA ribosomal (rRNA)
5.8S, 18S y 28S.
2. RNA Polimerasa II sintetiza RNAs mensajeros
(mRNA), RNAs pequeños nucleolares (snoRNA), micro
RNAs (miRNA), RNAs pequeños interferentes (siRNA) y la
mayoría de RNAs pequeños nucleares (snRNA).
3. RNA polimerasa III sintetiza RNAs de transferencia
(tRNAs), rRNA 5S y algunos RNAs pequeños nucleares
(snRNAs).
Los promotores reconocidos por la RNA
pol II se llaman Promotores de clase II
Los promotores clase II tienen diferentes secuencias reguladoras dependiendo de
la combinación de factores de transcripción requeridos para formar el complejo
transcripcional funcional en cada promotor.
Algunos de los elementos que han sido descritos en los promotores de clase II
de eucariotes son los siguientes:
•
La TATA Box. Su secuencia consenso es TATAAAA. Está localizada 25
bp upstream de el punto de inicio de la transcripción.
•
El Iniciador es una secuencia que es encontrada en muchos promotores
y define el sitio de inicio de la transcripción.
•
La GC box. Su secuencia consenso es GGGCGG. Puede haber una o
más copias localizadas entre 40 y 100 bp upstream del inicio de la
transcripción.
•
La CAAT box – secuencia consenso CCAAT - es también
frecuentemente encontrada entre 40 y 100 bp upstream del inicio de la
transcripción. El factor de transcripción CTF o NF1 se une a la CAAT box.
TATA Box
Localizada aproximadamente 25 bp upstream de el punto de inicio de la
transcripción, es encotnrada en muchos promotores. La secuencia consenso es
TATAAAA (semejante a la caja TATA de procariontes localizada en la región 10). La caja TATA parece ser más importante para seleccionar el punto de inicio
de la transcripción (i.e. posicionar la enzima) que para definir el promotor.
GC box y CAAT box
La GC box es un elemento común en promotores eucariónticos de clase II.
Su secuencia consenso es GGGCGG. Puede estar presente en una o más
copias las cuales pueden estar localizadas entre 40 y 100 bp upstream del
inicio de la transcripción. El factor de transcripción factor Sp1 une la GC box.
La CAAT box – secuencia consenso CCAAT - es también frecuentemente
encontrada entre 40 y 100 bp upstream del inicio de la transcripción. El
factor de transcripción CTF o NF1 se une a la CAAT box.
Los promotores eucariontes son muy
complejos y tienen diversas
secuencias regulatorias
Diagram based on and adapted from Figure 28.26 of
Mathews & van Holde, Biochemistry, 2nd ed.
Sitios consenso en promotores eucariontes
RNA polimerasa II de levadura
Arthur Kornberg, premio
Nobel Medicina 1959 por
el descubrimiento de la
DNA polimerasa III
bacteriana
Transcripción por la RNA polimerasa II
- 12 subunidades formando un complejo de mas de 500 kDa
- múltiples factores accesorios (factores de transcripción)
RNA pol II
cola que se fosforila
RNA pol bacteriana
Promotor tipo II basal de eucariontes
Caja TATA  25 pb río arriba del Inr (+1)
D
Factores de transcripción generales:
TFIID
A
TBP: proteína de unión a
caja TATA
TAFs
B
TFIIA
TFIIB
E
Ayudan a posicionar al
complejo de factores
sobre el promotor
F
TFIIF
Proporciona la ocupación
de +30 bp
Promotor tipo II basal de eucariontes
TFIIE
H
TFIIJ
TFIIH
Une a RNA pol II al
complejo montado sobre
el promotor
Promueve el escape del
promotor y fosforila el CTD
(dominio carboxilo terminal) de
RNA pol II brindando
procesividad a la transcripción
Diversos
factores de
transcripción
participan en el
inicio de la
transcripción
por la RNA pol II
en eucariontes
La unión de la TATA binding
protein (TBP) al sitio TATA
distorsiona la cadena
Proteínas activadoras de la transcripción
Activadores
(enhancers)
Además de los elementos
anteriormente mencionados,
Enhancers pueden ser
requeridos para la expresión
adecuada de un gen. Estos
elementos no son parte del
promotor per se. Pueden
estar localizados upstream o
downstream del promoter e
incluso estar muy lejos de él.
El mecanismo por el cual
funcionan no se conoce.
Podrían proporcionar un
punto de entrada para la RNA
polimerasa o podría asistir en
la unión de otras proteínas a
la región promotora
Activadores: se unen a secuencias
intensificadoras en el promotor del gen.
Incrementan los niveles de
transcripción
Coactivadores: integran
señales de activadores y/o
represores a la maquinaria de
transcripción con los factores de
transcripción basal
Represores: se unen a
secuencias silenciadoras en el
promotor del gen. Disminuyen
los niveles de transcripción
Factores de transcripción basal:
Estos factores posicionan a la ARN
polimerasa sobre el gen y comienzan
la transcripción en respuesta a la
señal de activadores y/o represores
Diferentes componentes en la
transcripción en eucariontes
http://www.biochem.umd.edu/biochem/kahn/molmachines/newpolII/home.html
Diferencias en la transcripción entre
procariontes y eucariontes
Procariontes
Eucariontes
1. Todas las especies de RNA son
sintetizadas por la misma especie de
RNA polimerasa.
1. Hay 3 diferentes RNA polimerasas
responsables de la transcripción de
diferentes moléculas de RNA
2. El mRNA se traduce durante la
transcripción.
2. El mRNA es procesado antes de ser
transportado a citoplasma (adición de
CAP, cola de poliA, remoción de
intrones)
3. Los genes son segmentos contiguos
de DNA alineados ininterrumpidamente
con el RNA traducido a proteína.
3. Los genes frecuentemente se
interrumpen por intrones.
4. Los mRNAs son frecuentemente
policistrónicos
4. Los mRNAs son monocistrónicos
Comparación de las estructuras de los
mRNAs maduros de procariontes y
eucariontes
Alberts et al., 3rd ed., p.237
6. Inhibición de la transcripción en
procariontes
Las rifampicinas son producidas por
Streptomyces mediterranei, con buena
actividad contra bacterias Gram-positivas
y contra Mycobacterium tuberculosis .
Bloquea la transición de iniciaciónelongación. Se une de manera no
covalente a la subunidad  en el
complejo RNA pol-promotor una vez que
se han incorporado dos o tres
nucleótidos a la cadena de RNA.
La estreptolidigina inhibe a la RNA
polimerasa durante el alargamiento.
Inhibición de la transcripción en eucariontes
-amanitina
Actinomicina D
Sar
L-Pro
Sar
L-meVal
D-Val
O
L-Pro
D-Val
L-Thr
O
L-meVal
O
L-Thr
C
C
O
N
NH2
O
O
CH3
CH3
Se intercala entre bases G y C
Acridina
+
N
H
Se intercala entre bases
Octapéptido
bicíclico que se
obtiene del hongo
Amanita
phalloides. Inhibe
la translocación
de la RNA
polimerasa II
eucarionte
durante la
transcripción.
Amanita phalloides
El RNA después de ser transcrito
debe ser procesado para madurar:
procesamiento post-transcripcional
mRNA: sólo en eucariontes
tRNA y rRNA: tanto en eucariontes
como en procariontes
Otros RNAs no codificantes: tanto en
eucariontes como en procariontes
7. Procesamiento del
mRNA en eucariontes
1.
Adición del CAP en el extremo 5’
2.
Splicing. Exclusión de intrones
3.
Poliadenilación en el extremo 3’
a. Adición del CAP
1) La fosfatasa remueve un
fosfato del 5´
2) Una guanilil transferasa
agrega GMP
3) Una metil transferasa
agrega el grupo metilo
b. Reacción de corte en la unión exón-intrón
(splicing)
Hay un tipo de splicing en el que el
RNA es autocatalítico
Existen secuencias específicas en los
límites exón-intrón que determinan el
sitio de corte preciso
R= purinas
Y= pirimidinas
En otros tipos de splicing participan proteínas y
también moléculas de RNA las cuales son las
responsables del corte
El apareamiento de las
moléculas de snRNA
requiere complementación
de bases con el pre-mRNA
snRNPs (small nuclear
RNA binding proteins): U1,
U2, U4, U5, U6
BBP
U2AF
El splicing (corte y
empalme de intrones)
lo realiza el snRNA de
U6 snRNP: actividad
de ribozima
El RNA puede tener actividad
catalítica: ribozimas
La actividad catalítica del RNA fue descubierta en 1981 por Thomas Cech
y Sidney Altman en Tetrahymena, al observar que un intrón de rRNA
puede escindirse sola, sin la intervención de proteínas.
Muchas ribozimas son intrones con capacidad de autoprocesamiento, es
decir, se autoeliminan uniendo los dos exones adyacentes.
Los intrones autoprocesadores normalmente solo actúan una vez y se
destruye su actividad, con lo cual no cumplen todos los requisitos que definen
un catalizador.
Hay ribozimas implicadas en diversas e importantes reacciones celulares:

procesamiento o maduración del mRNA

en la síntesis de proteínas el rRNA 28S cataliza la reacción de
transpeptidación o unión de los aminoácidos).
Procesamiento alternativo de
intrones en el pre-mRNA
Un pre-mRNA
5 mRNAs maduros
5 proteínas diferentes
c. Poliadenilación
Proteínas específicas reconocen las
secuencias de poliadenilación en el mRNA
El mRNA es
cortado y la
enzima
Poli-A polimerasa
(PAP) agrega
adeninas
Proteínas de
unión a la cola
de poli-A se
unen al extremo
3’ hasta
que el mensaje
sale del núcleo
En eucariontes,
la etapa de
alargamiento
durante la
síntesis del
mRNA está
acoplada a su
procesamiento
La salida del mensaje del
núcleo es a través de un poro
nuclear
El receptor de exporte nuclear
dirige la salida del mRNA del núcleo
En
eucariontes,
cada paso en
la regulación
de la
expresión
genética (de
transcripción
a traducción),
es una
subdivisión
de un
proceso
continuo.
8. El RNA ribosomal y el RNA de
transferencia también deben ser
procesados post-transcripcionalmente
para ser funcionales
RNA ribosomal
Es el RNA más abundante de la célula (80%). Tiene función
tanto estructural como catalítica en la síntesis de proteínas.
Existen diferentes tipos de acuerdo a su coeficiente de
sedimentación asociados a las subunidades ribosomales:
En procariontes
Subunidad
ribosómica
grande
23S
5S
Subunidad
ribosómica
pequeña
16S
En eucariontes
28.5S
5.8S
5S
18S
En eucariontes, el nucléolo es el sitio
de síntesis de rRNA y pre-ribosomas
Diversos pasos están involucrados en
la síntesis de ribosomas
2: 514-520
El ribosoma
Alberts et al., 3rd ed., p 232
Ribosomas procariontes y eucariontes
Cumbre
cabeza
Protuberancia
central
Tallo
plataforma
base
El rRNA juega un papel muy importante
en la traducción
rRNA 16S
rRNA 23S
RNA de transferencia
Es el RNA más pequeño, con unos 75 nt de
longitud, en promedio.
Su función es transportar los aminoácidos en forma
activada hasta el ribosoma donde ocurre la síntesis
de proteínas.
Existe al menos un tipo de tRNA para cada uno de
los 20 aminoácidos. Sin embargo, algunos
aminoácidos tienen varios tRNAs.
Todos los tRNAs presentan en su 3’ la secuencia
CCA, independientemente del aminoácido que
transporta. El extremo 3’ constituye el sito
aceptor del aminoácido.
Procesamiento del rRNA en
procariontes
Procesamiento del rRNA en eucariontes
Procesamiento
de rRNA en
eucariontes
http://www.nobelprize.org/educational/medicine/dna/a/translation/rrna_synthesis.html
Modificación
de bases en
los rRNA y
en los tRNA
• Pseudouracilos (y)
• 4 tiouridina
• 2 metilguanina
• 2 isopententenil adenina
• Dihidrouridina (D)
• Inosina
tRNA
Acarrean los aminoácidos a los
ribosomas para la síntesis de proteínas
tienen una longitud de aproximadamente 80 nucleótidos
Procesamiento de los
tRNAs
Modificación de bases
Procesamiento del extremo 5’:
Rnasa P (Ribonucleoproteína
compuesta por RNA 377 nt y
proteína 20 kDa)
Acción catalítica: RNA (ribozima)
Procesamiento: co-transcripcional
Procesamiento del extremo 3’:
a) endonucleasa elimina un grupo
de bases
b) exonucleasa, RNAsa D elimina
los restantes nucleótidos
c) El triplete CCA característico
de estas moléculas es añadido
por una tRNA nucleotidil
transferasa
Eliminación del intrón
Procesamiento del intrón en los tRNAs
de eucariontes
Una endonucleasa corta en los sitios donde hay
protuberancias y una DNA ligasa sella esos cortes