Flujo de información en la célula

Flujo de información en la célula
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Transcripción
•Proceso de síntesis de ARN
dirigido por el ADN.
•Una hebra es copiada (hebra
molde)
•Relacionado con expresión
génica
•Algunas regiones que se
transcriben no son traducidas a
proteínas (ARNr, ARNt, ARNpn)
•Proceso similar a replicación
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Diferencias con replicación:
•Uso de ribonucleótidos
•Uracilo por Timina
•Adición de nucleótidos por
RNA Polimerasa
•Formación temporal de un
duplex ADN-ARN
•El producto es de cadena
simple
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Tipos de ARN
Propiedades comunes:
Todos son producidos por transcripción
Todos cumplen un papel en la síntesis proteica
Generalmente con estructuras secundarias y
terciarias complejas
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ARN celulares,
abundancia y
función
66 %
%
80%
80%
10%
10%
44 %
%
5
La transcripción
está fuertemente
regulada.
Apenas un 0.01%
de los genes se
está expresando
en una célula
eucariota en un
momento dado.
Características de la transcripción
Dirigido por una ARN Polimerasa
Una hebra de ADN sirve de molde
La enzima no requiere cebador
La enzima elonga una cadena en dirección 5`-3`
Formación de enlace 3´-5´fosfodiéster
La síntesis sólo se inicia en secuencias específicas llamadas
promotores
Desenrollamiento parcial del ADN
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Nomenclatura transcripcional
Una hebra de ADN sirve de molde (hebra molde)
El transcripto es igual a la hebra codificante y complementario a la hebra molde
(Sense)
CCTTACTTACTGTTACGCCG
GGAATGCCTGACAATGCGGC
(Antisense)
CCUUACUUACUGUUACGCCG
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ARN polimerasa bacteriana
•Única ARNpolimerasa bacteriana.
•Multímero de varias subunidades.
•Subunidad σ70 se une a secuencias
específicas en las posiciones –10 y –35
del promotor.
•La subunidad α queda en posición
upstream.
•Las subunidades β y β’ se asocian con
el sitio de inicio.
•El sitio de inicio de la transcripción es
+1.
•Downstream = Dirección de la
transcripción.
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Promotores bacterianos
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Modelo de la ARN Polimerasa bacteriana
El modelo muestra la
interacción de la holoenzima
con el promotor formando el
complejo abierto. Hebra
molde en gris
10
El proceso
de la
transcripción
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Transcripción en bacterias: iniciación
1. Reconocimiento de la hebra molde
Unión de la polimerasa al promotor (Formación de un complejo cerrado).
Formación de una burbuja de ADN de cadena simple (complejo abierto).
2. Iniciación
Síntesis de los primeros 9 o 10 nucleótidos.
Varios eventos abortivos, donde el ARN es liberado.
Pasado este punto (10 nucleótidos) se libera sigma y comienza la elongación.
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Transcripción en bacterias: elongación
Varios eventos abortivos, donde el ARN es liberado.
Pasado este punto (10 nucleótidos) se libera sigma y comienza la elongación.
Adición de nucleótidos al extremo 3´ hidroxilo de la cadena creciente.
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Terminación transcripcional en bacterias
Reconocimiento de señales particulares que indican donde terminar la síntesis.
La burbuja de transcripción se desestabiliza y colapsa liberándose el ARN.
Rho independiente
bucle autocomplementario
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Rho dependiente
proteína Rho se une al ARN
Diferencias entre la transcripción
procariota y eucariota
ARNm policistrónico
transcripción y traducción
acopladas
ARN Polimerasa única
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ARNm monocistrónico
transcripción y procesamiento
acoplados
3 ARN Polimerasas diferentes
ARN polimerasas eucariotas
INCAPACES DE RECONOCER EL PROMOTOR
Polimerasa
Pol I
Pol II
Pol III
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localización
nucleolo
nucleoplasma
nucleoplasma
genes transcritos
ARNr
ARNm , ARNpn
ARNt, ARNr 5S
inhibición por a-amanitina
insensible
muy sensible
sensible
La polimerasa II eucariota es similar a la
bacteriana.....
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.....aunque más
compleja
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Transcripción en eucariotas
Proteínas
ARN Polimerasas
Factores de Transcripción
Modificadores
Factores
específicos
Modificadores
Señales
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Promotores
Potenciadores
Polimerasa II
Factores
generales
Iniciación en eucariotas
Todas las polimerasas
eucariotas necesitan
Factores Transcripcionales
basales para reconocer los
promotores e iniciar la
transcripción
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Promotores regulados eucariotas
•Secuencias de
reconocimiento específico
para Factores de
Transcripción
•Estructura modular
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Factores transcripcionales
Proteínas de unión a sitios específicos de AND.
Se asocian a Promotores y potenciadores.
Estructura modular:
dominios de unión al ADN
dominios de activación
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Los Factores Transcripcionales son proteínas de
unión al ADN
Reconocen secuencias específicas en promotores y potenciadores.
Se ensamblan cooperativamente sobre el ADN mediante interacciones
proteína-proteína.
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Potenciadores
Activación de la Transcripción.
Potenciadores (enhancers)
reguladores en cis.
Función a distancia.
Independientemente de
orientación.
Sitios de union a factores de
transcripción.
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Los factores de transcripción específicos colaboran
en el ensamblado del complejo de iniciación
Factores específicos colaboran para colocar los
Factores basales en el promotor y éstos posicionan las
polimerasas.
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Existen activadores, represores y mediadores
Mayoría de los
genes regulados por
factores
transcripcionales
múltiples
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Los factores basales se ensamblan
secuencialmente y posicionan la ARN polimerasa
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Elongación en eucariotas, el papel del CTD
CTD- CARBOXI TERMINAL DOMAIN de la RNA Polimerasa II
c/repetidos de 7 péptidos (26-52aa).
Únicos a pol II.
Su fosforilación es esencial para la elongación.
La fosforilación depende de uno de los factores generales.
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El ciclo transcripcional
eucariota
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