III. Material genético b. Composición y estructura del RNA.

III. Material genético
b. Composición y estructura del RNA.
RNA (ácido ribonucléico)
Polímero de nucleótidos
La pentosa de los nucleótidos es la Ribosa: en
la posición 2' del anillo del azúcar hay un grupo
hidroxilo (OH) libre
Polímero monohebra de ribonucleótidos
Químicamente más inestable que el DNA
Se hidroliza fácilmente en disolución acuosa
Presenta Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo
Mucho más abundante que el DNA en la célula
RNA
DNA
El RNA participa como intermediario en la síntesis de
proteínas al leer la secuencia de DNA, interpretarla,
transportar la señal y traducirla en una secuencia de
péptidos.
Trascripción
Replicación
RNA polimerasa
Traducción
¿Qué es la transcripción?
En este proceso, un complejo enzimático, sintetiza
una hebra de RNA que tiene una secuencia de
bases complementaria a una zona del DNA que se
ha leído. En la transcripción no se copia todo el
cromosoma como en la replicación, tan solo una
sección de él. Los productos principales de la
transcripción son tres tipos de RNA: RNAm, RNAt
y RNAr. No obstante, el transcrito que contiene la
información de secuencias de bases para la
síntesis proteica es el RNAm.
Las RNA polimerasas
Las RNA polimerasas son complejos grandes de proteínas funcionales
(enzimas), formadas por 12 subunidades. Se conocen tres tipos de RNA
polimerasas en eucariotas:
• RNA polimerasa I (RNA Pol I): Transcribe los genes de las moléculas
RNAr de tipo 28 S, 18 S, y 5.8 S (en nucleolo). Es la RNA polimerasa
con mayor actividad en las células.
• RNA polimerasa II (RNA Pol II; RNAP II): Transcribe los genes que
codifican para proteínas en forma de RNAm (en nucleoplasma).
• RNA polimerasa III (RNA Pol III): Transcribe todos los genes de las
moléculas de RNAt, los genes de las moléculas de RNAr del tipo 5 S,
así como los genes de las moléculas de RNA pequeño o RNAs (en
nucleoplasma).
En procariotas existe un solo tipo de RNA polimerasa.
RNA: Es el ácido nucleico más abundante en la célula, y puede purificarse fácilmente.
Una célula típica contiene 10 veces más RNA que DNA.
RNAt: Las moleculas de RNA de transferencia tienen entre 75 y 90 nucleótidos, y su
peso molecular es de unos 25000 daltones. Se conocen unos 60 RNAt distintos, y se
encuentran en todas las células. Intervienen en la síntesis de proteínas, ya que van
unidos a un aminoácido. Pueden presentar nucleótidos poco usuales (ácido
pseudouridílico, ácido inosílico) e incluso bases características del DNA como la timina.
Constituyen aproximadamente el 15% del ARN celular total
RNAr: El RNA ribosómico está presente en los ribosomas, orgánulos intracelulares
implicados en la síntesis de proteínas. Este ácido ribonucleico se sintetiza en el
nucleolo y constituyen el 80% del RNA celular total y participan en la estructura de los
ribosomas
Ribosoma
Subunidad Pequeña
Subunidad Grande
Procariota (70 S)
30 S (RNAr 16 S, además 50 S (RNAr´s 23 S y 5 S,
21 proteínas)
además 35 proteínas)
Eucariota (80 S)
40 S (RNAr 18 S, además 60 S (RNAr´s 28 S, 5.8 S y 5 S,
30 proteínas)
además 45 proteínas)
RNAm: El RNA mensajero es de tamaño variable, dependiendo del tamaño del péptido
que codifica. Cada célula produce pequeñas cantidades de miles de mensajeros
diferentes, que serán traducidos a proteínas que la célula requiere. Muchos RNAm son
comunes en todas las células, codificando para los llamados genes o proteínas de
mantenimiento ("housekeeping" proteins). Por otro lado, y en respuesta a los procesos de
diferenciación celular, hay RNAm´s que son específicos para cierto tipo de células.
En el caso de los ARNm eucarióticos, cada ARNm contiene información sólo para una
cadena polipeptídica, de ahí que se hayan designado monocistrónicos, mientras que en
los procariotas, el ARNm puede existir en forma de moléculas policistrónicas (cada
RNAm codifica para mas de un gen).
En el citoplasma, los ARNm van a tener una duración relativamente corta, determinada,
en parte, por las necesidades concretas de la célula. Se ha observado que algunos
ARNm son sintetizados y almacenados en un estado inactivo o latente en el citoplasma,
preparados para dar una respuesta rápida en la síntesis proteica.
Ver tabla de tipos y características de los ARN celulares
¿Qué es la traducción?
Proceso en el que la información transcrita del
DNA a RNA (RNAm) es interpretada por el
complejo de síntesis proteica (ribosomas o
poliribosomas
formados
de
RNAr).
Esta
interpretación consiste en incorporar, uno a uno,
los aminoácidos específicos (transportado por un
RNAt) de acuerdo a la secuencia codificada
durante la transcripción. De esta manera, una
secuencia específica de ribonucleótidos se
“traduce” en una secuencia específica de
aminoácidos que conforman una proteína en
particular.
Los
aminoácidos
son
transportados hacia el sitio
de
síntesis
en
los
ribosomas. La molécula
responsable
de
este
transporte es el RNA de
transferencia (RNAt)
(Brazo aceptor)
(Brazo TΨC)
Ψ, pseudouridina
Cuando el RNAt esta
cargado
con
su
correspondiente aa, se
llama aminoacil RNAt.
(Brazo extra)
Los aa de los RNAt
cargados por la aminoacilRNAt sitetasa (hay 20
diferentes).
•Cada tipo de RNAt es producto de un gen
distinto y acarrea (en su extremo 3′ ) uno de
los 20 aminoácidos (así que la, mayoría de
los aminoácidos tienen mas de un RNAt
responsable de su transferencia).
•Tienen entre 74 - 95 nucleótidos,
diferencias en brazo D y brazo extra.
•Regiones complementarias hacen que
tengan estructura terciaria de doble hélice.
•Las regiones no complementarias forman 3
loops o burbujas.
•En la burbuja o loop central, 3 bases no
apareadas forman el anticodon.
•El apareamiento correcto de bases entre el
anticodon y el codon (en la cadena de
RNAm), permite la transferencia del
aminoácido adecuado a la cadena peptidica
en crecimiento.
El RNA ribosomal (RNAr), sintetizado en el organizador
nucleolar, junto con cierto tipo de proteínas estructurales
constituyen a los ribosomas.
Las subunidades ribosomales
se distinguen por el tipo de
RNAr que los compone. Las
diferencias principales están
asociadas a su tamaño, por lo
que pueden ser caracterizados
por
su
coeficiente
de
sedimentación (S = Coeficiente
de sedimentación de Svedrup)
El RNA heterogéneo nuclear (hnRNA) se conoce también como transcrito primario
y es la cadena “cruda” de RNA que posteriormente será procesada en otros tipos
de RNA.
El transcrito primario (hnRNA) es editado o modificado con la
participación de una serie de ribonucleoproteínas nucleares, “cortando”
partes de la señal y haciendo por tanto que la traducción quede limitada
a solo parte de la cadena transcrita originalmente.
Estas modificaciones tienen por
objeto aumentar la vida media de
estas moléculas en el citoplasma.
Dogma Central de la Biología Molecular
Principales Diferencias en la Transcripción
y Traducción entre Procariotas y Eucariotas