Download De ADN a proteína

De ADN a proteína
Los genes se expresan con diferente eficiencia
El mecanismo de transcripción
Diferentes clases de ARN´s
Transcripción en bacterias
La cadena codificante tiene la misma secuencia
que el transcrito
Initiation
• 
The promoter functions as a recognition
site for transcription factors
The transcription factors enable RNA
polymerase to bind to the promoter
forming a closed promoter complex
Following binding, the DNA is denatured
into a bubble known as the open promoter
complex, or simply an open complex
• 
• 
Elongation
 
RNA polymerase slides along the DNA in
an open complex to synthesize the RNA
transcript
Termination
 
A termination signal is reached that
causes RNA polymerase to dissociated
from the DNA
Promotor: secuencias de ADN que es reconocida por
la ARN polimerasa y proteínas asociadas a ella para iniciar
la transcripción
purina
Carácterísticas del promotor
Los promotores tienen orientación
La dirección de la transcripción de los genes
puede variar en el cromosoma
La ARN polimerasa es la encargada
de copiar el ADN
Factores sigma (σ)
Existen diferentes estados en la iniciación
Elongación de la cadena
Terminación de la transcripción
• 
terminadores intrínsecos
ρ-independent termination is facilitated by two sequences in
the RNA
–  1. A uracil-rich sequence located at the 3 end of the
RNA
–  2. A stem-loop structure upstream of the Us
NusA
URNA-ADNA
hydrogen bonds
are very weak
No protein is required to
physically remove the
RNA from the DNA
Stabilizes
the RNA
pol
pausing
terminadores dependientes de Rho
rho utilization site
sitios rut
Rho protein
is a
helicase
Note: This is an
intrastrand
RNA:RNA
interaction
(folding
stabilized by Hbonding of A-U
and C-G)
Mensajes policistrónicos
Estructura de los mRNA
Transcripción en eucariontes
ARN polimerasas
Structure of a bacterial
RNA polymerase
Structure of a eukaryotic
RNA polymerase II
Diferentes tipos de ARN polimerasas
Los promotores eucariontes también
tienen sitios consenso
Generalmente
una adenina
•  El núcleo del promotor es relativamente corto
•  consiste de la caja TATA, quién es importante para determinar el sitio
preciso del inicio de la transcripción
•  El núcleo del promotor por sí mismo produce una
transcripción de bajo nivel conocida como transcripción basal
Transcripción basal
A close complex
• 
TFIIH plays a major role in the formation
of the open complex
–  It has several subunits that
perform different functions
 
 
Released after the
open complex is
formed
One subunit hydrolyzes ATP and phosphorylates a
domain in RNA pol II known as the carboxyl terminal
domain (CTD)
 
This releases the contact between TFIIB and
RNA pol II
Other subunits act as helicases
 
Promote the formation of the open complex
RNA pol II can now
proceed to the
elongation stage
Factores de transcripción
Proteínas activadoras de la transcripción
Procesamiento del ARN
Adición del CAP
1) 
La fosfatasa remueve un
fosfato del 5´
2) Una guanil transferasa agrega GMP
3) Una metil transferasa agrega un
grupo metilo
Identificación experimental de los intrones
mRNA cannot hybridize to this
region
because the intron has been
spliced out from the mRNA
RNA displacement
loop
Vista al microscopio electrónico
Hybridization caused the
formation of two R loops,
separated by a doublestranded DNA region
Se puede deducir el número
de intrones
Intrones del grupo I y II (autocatálisis)
 
En eucariontes la transcripción
de genes estructurales
produce un transcrito largo
conocido como pre-mRNA
 
 
 
También RNA heterogéneo
nuclear (hnRNA)
Este RNA es alterado por corte
y otras modificaciones antes
de salir del núcleo
El corte requiere de la ayuda
de un multicomponente
estructural conocido como
spliceosome
Existen secuencias específicas en los límites exón-intrón
Moléculas de ARN-proteína (snRNP)
son las responsables del corte
Intron loops out and
exons brought closer
together
Intron will be degraded and
the snRNPs used again
Puede existir corte alternativo en los genes
El corte alternativo puede producir varias isoformas
a partir de un gen
Terminación (Poliadenilación)
El ARN es cortado y la enzima
Poli-A polimerasa (PAP) agrega A´s
Proteínas de unión al poli-A
se unen al extremo 3´ hasta
que el mensaje sale del núcleo
Procesamiento del ARNr
procariontes
eucariontes
Otros tipos de ARNs pequeños
ayudan en la metilación
El nucleolo es el lugar de síntesis de ARNr y ribosomas
Modificación química de bases
Procesamiento de ARNt en procariontes
La RNAasa P, una endonucleasa que
reconoce la conformación del extremo
5´ corta un grupo de nucleótidos
dejando este extremo en su forma final.
La RNAasa P es una ribonucleoproteína
formada por un RNA de 377 nucleótidos
y una proteína de 20 KDa. En este
complejo la acción catalítica la aporta
el RNA. Es posible que la RNAasa P
actúe antes que la transcripción
culmine. En el extremo 3´ actúa una
endonucleasa no caracterizada que
elimina un grupo de bases, después
una exonucleasa, la RNAsa D elimina
los restantes nucleótidos. El triplete
CCA característico de estas moléculas
es añadido por una RNAt nucleotidil
tranferasa
Procesamiento del ARNt en eucariontes
La modificación de los extremos 5´y 3´de estas
moléculas de RNAt en eucariontes ocurre de
manera muy similar al de bacterias. El triplete
CCA del extremo 3´ no está codificado por el
gen en cuestión sino que es añadido
posteriormente por otras enzimas. En las
moléculas de RNAt eucariotas se encuentran las
mismas bases modificadas aunque en menor
medida. Estas, al igual que en procariontes
tienen una posición fija y se encuentran en
zonas de no apareamiento de la molécula.
En los organismos eucariotas la existencia de
genes fragmentados implica un evento adicional
en el procesamiento de los RNAt, la eliminación
de intrones.
Procesamiento del intron en los ARNt en eucariontes
Una endonucleasa corta en los
sitios donde hay protuberancias
y una ARN ligasa sella esos
cortes
INHIBIDORES DE LA TRANSCRIPCIÓN
ACTINOMICINA D y ACRIDINA: inhiben la elongación. Se intercalan en el DNA
entre sucesivos pares GC, deformando la doble hélice, impidiendo el avance de la
RNA polimerasa.
RIFAMPICINA: antibiótico que se une a la subunidad β de la RNA polimerasa
bacteriana, impidiendo el inicio de la transcripción.
α-AMANITINA: inhibidor específico de la transcripción en eucariotas. Tóxico
veneno producido por el hongo Amanita phalloides. Bloquea la síntesis de mRNAs
por la Pol II y a altas concentraciones a Pol III. NO AFECTA A LA RNA
POLIMERASA BACTERIANA.
Las rifamicinas son antibióticos
producidos por Streptomyces
mediterranei, con buena actividad
contra bacterias Gram-positivas y
contra Mycobacterium tuberculosis.
Su mecanismo de acción estriba en
la inhibición del inicio de la
transcripción, uniéndose de modo
no covalente a la subunidad ß de la
ARN polimerasa bacteriana.
α-amanitina
Es un octapéptido bicíclico que se
obtiene del hongo Amanita
phalloides. Inhibe la transcripción
de la RNA polimerasa II
eucarionte.
Inhibidores de la transcripción
+
N
H
Acridina
Sar
L-Pro
Sar
L-meVal
D-Val
O
L-Pro
D-Val
L-Thr
Actinomicina D
O
L-meVal
O
L-Thr
C
C
N
NH2
Se intercala entre bases G y C
O
O
CH3
O
CH3
Reacción de corte en la
unión exón-intrón