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 Elongation Termination 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 (s)

Existen diferentes estados en la iniciación

Elongación de la cadena

URNA-ADNA apareamiento es débil La RNA polimerasa se detiene Terminación de la transcripción la terminación intrínseca se facilita por la presencia de dos secuencias en el RNA 1. Una secuencia rica en uracilos en el extremo 3´de el RNA 2. Una estructura tallo-asa arriba de la secuencia de U´s NusA URNA-ADNA apareamiento es débil No se necesita una proteína para remover físicamente a la RNA polimerasa del DNA La RNA polimerasa se detiene terminadores intrínsecos

La proteína Rho es una helicasa terminadores dependientes de Rho rho utilization site La proteína Rho es una helicasa sitios rut Note: This is an intrastrand RNA:RNA interaction (folding stabilized by H-bonding 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

Generalmente una adenina 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

TFIIH plays a major role in the formation of the open complex A close complex TFIIH plays a major role in the formation of the open complex It has several subunits that perform different functions 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 Released after the open complex is formed RNA pol II can now proceed to the elongation stage

Factores de transcripción

Proteínas activadoras de la transcripción

Procesamiento del ARN

Adición del CAP 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 RNA displacement loop mRNA cannot hybridize to this region because the intron has been spliced out from the mRNA

Vista al microscopio electrónico Hybridization caused the formation of two R loops, separated by a double-stranded 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

Intron loops out and exons brought closer together 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

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  de la RNA polimerasa bacteriana, impidiendo el inicio de la transcripción. -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.

a-amanitina Es un octapéptido bicíclico que se obtiene del hongo Amanita phalloides. Inhibe la transcripción de la RNA polimerasa II eucarionte.