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Síntesis de ARN
Objetivos:
Explicar el proceso de síntesis de ARN.
•Diferenciar entre el proceso de síntesis del ARN,
de células bacterianas y eucariotas.
•Comparar los procesamientos de los ARNm,
ARNt y ARNr entre las células procariotas y
eucariotas.
•Interpretar los mecanismos de regulación del
proceso de transcripción en eucariótas
•
Unidad estructural
Síntesis de la
molécula de ARN
Tres tipos de ARNs implicados
en la síntesis de proteínas
ARNm
ARNr
ARNt
Dogma central de la biología molecular
•
El ADN dirige la síntesis de ARN, que
luego conducirá la de proteínas
Transcripción
Consiste en la síntesis de ARN
tomando como molde ADN.
Características y elementos de la
Transcripción
Características de la transcripción:
1.
Complementariedad
2.
Dirección
3.
Asimetría de la transcripción
ARNpolimerasa y transcripción
Transcripción

Secuencia de origen
“PROMOTOR”
Transcripción mediante la ARNpol de E coli
Terminación de la transcripción
Esquema general de
transcripción en
PROCARIOTAS
ADN
Conceptos de regulación

Control positivo: Se dice que un sistema está bajo control positivo cuando el producto
del gen regulador activa la expresión de los genes, actúa como un activador.

Control negativo: Se dice que un sistema está bajo control negativo cuando el
producto del gen regulador reprime o impide la expresión de los genes, actúa como un
represor.

Sistemas enzimáticos constitutivos: Enzimas codificados por genes
constitutivos, es decir que se expresan continuamente; necesarias para el metabolismo
básico celular.

Sistemas enzimáticos adaptativos: Se denominan así porque se expresan
cuando la célula se adapta a una determinada situación ambiental.

Sistemas inducibles: Cuando el sustrato sobre el que va actuar la enzima provoca la
síntesis de la enzima. Al efecto del sustrato se le denomina inducción positiva.

Sistemas represibles: cuando el producto final de la reacción que cataliza el enzima
impide la síntesis de la misma. Este fenómeno recibe el nombre de inducción negativa. Al
compuesto que impide la síntesis del enzima se le denomina correpresor.
REGULACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN

EN PROCARIOTAS:
Regulación negativa: Operón lactosa (Lac).
Regulación positiva: Operón lac por la C6H12O6 .
Francois Jacob
Jacques Monod
(1961)
(1965) Premio Nobel
OPERÓN: Grupo de genes adyacentes
transcritos como un único ARN.
Genes
policistrónicos
o poligénicos
Operón Lac:
Es un sistema inducible que está bajo control negativo, de manera
que la proteína reguladora, producto del gen regulador i, es un represor que impide la
expresión de los genes estructurales en ausencia del inductor.
Elementos de control cis y trans
Operón Lac: Es un sistema INDUCIBLE
Sistemas inducibles: cuando el sustrato sobre el que va actuar la enzima provoca la síntesis
de la enzima. (inducción positiva)
Control positivo de la
transcripción
Promotor
Elementos de control en Cis
Moléculas difusibles
Elementos que intervienen en
la regulación de la expresión
génica en bacterias.
Elementos del Operón.
Operador
Proteínas reguladoras
Inductores
Genes Estructurales
Codifican para
polipéptidos
Gen regulador
Codifica para proteína
reguladora
Transcripción en
Eucariotas
ARNpolimerasa en Eucariota y Factores de
Transcripción.
•
ARNpol II: Sintetiza precursores de ARNm
•
ARNpol I: Sintetiza precursores de ARNr
que se procesa en: 28S, 18S y 5.8S
•
ARNpol III: Sintetiza ARNt, ARNr 5S y una
colección completa de ARNns estables.

ARNpol II y síntesis de ARNm
FT + ARNpol II
ARNm
Complejo de transcripción
de la ARNpol II

TFIID (D): Con una proteína de
unión a TATA (TBP)
TFIIB
 TFIIF
 TFIIE
 TFIIH

(B)
(F)
(E)
(H)
Secuencia promotora:
Caja TATA (TATA box):
25 a 30n antes del sitio de inicio de
transcripción
D
B
Complejo de transcripción
de la ARNpol II
ARNpol y F
EyH
Transcripción por las ARNpol I

Las tres Polimerasas reconocen distintos tipos
de Promotores.
F T común de unión al
promotor “TBP”
ARNr 18S
ARNpol I: Pre ARNr 45S
ARNr 28 S
ARNr 5.8 S
Gen de ARNr
Secuencia promotora reconocida por 2 FT:
UBF y SL1
Mutantes TBP
Transcripción de los genes
por la pol III
ARNt
ARNpol III
ARNr 5S
Algunos ARNns implicados en el corte y
empalme y transporte de proteínas
Transcripción de
los genes
por la Pol III
Procesamiento y maduración
de los ARNs
Procesamiento del ARNr
Pre-ARNr 45S
Procesamiento ARNr
Intervención ARNsno U3, U8 y
U22 con proteínas = RNPsno.
U3,
U22
U8
Eucariotas
Procariotas
ARNt producto de un transcrito
De pre-ARNr
Procesamiento del ARNt
Compuesta por ARN
Sidney Altman 1983
ARN de ARNasaP tiene
actividad catalítica
ARNasa P: RIBOZIMA
Adición de una
secuencia terminal
CCA
Procesamiento ARNm en Eucariotas
ARNm sintetizado en el núcleo es
ampliamente modificado entes de salir
al citoplasma.
P. A. Sharp R. J. Roberts
(1977)
Premio Nobel en 1993
1977
 Las
secuencias codificantes de la
mayoría de los genes eucarióticos están
interrumpidas
por
secuencias
no
codificantes “INTRONES” que son
escindidas en el procesamiento del
ARNm
Splicing
Corte y empalme in
vitro
Maduración del ARNm
1er paso: modificación del extremo 5´ Adición de la caperuza 7
metilguanosina.
2do paso: formación del extremo
3´: poliadenilación
ARN-hn.
ARNm
AAA(200) residuos A
Poli A-polimerasa
¿Cómo ocurre el procesamiento del
ARNm?
Corte y empalme de ARNm
2 pasos

COMPLEJOS DENOMINADOS
ESPLICEOSOMAS
Compuestos de proteínas y ARNns
Ensamblaje del espliceosoma
Formación del
intermediario con
estructura de lazo
Esción del intrón y
empalmado de los
exones
Unión del ARNsn U1 al
sitio de corte 5´
ARNn U1
Autoprocesamiento 1981
T. Cech Premio Nobel 1989
INTRÓN: Ribozima

Regulación de la transcripción
en eucariotas



Expresión de los genes es controlada
a nivel de la inición y elongación.
Control está ejercido por proteínas
que se unen a secuencias específicas
modulando actividad de la ARNpol.
Transcripción
limitada
empaquetamiento
del
cromatina
por
ADN
el
en
Secuencias de regulación en Cis
1.
Los Promotores:
CCAAT GGCGG
2.
TATA
Inr
Estimuladores y Enhancers:
Secuencias a aproximadamente 200 pb y a 10Kb
respectivamente del inicio de transcripción.
Formación de bucles en el ADN
•Proteínas de regulación transcripcional
Activadores
Acción de represores
eucarióticos
Relación entre cromatina y la transcripción






Acetilación y Desacetilación
Fosforilación
Metilación
HMGN
Factores remodeladores del nucleosoma
Factores de elongación (reclutan histonas
acetiltransferasas).|
Relación entre cromatina y la
transcripción