“TRANSCRIPCIÓN DEL DNA” GENÉTICA MOLECULAR Lic. Deborah E. Rodríguez C.

Trascripción del ADN Es el primer proceso de la expresión génica, mediante el cuál se transfiere la información contenida en la secuencia del ADN hacia la secuencia de proteína utilizando diversos ARN como intermediarios.

Antes del inicio de la transcripción se necesitan toda una serie de factores de transcripción que ejercen de factores de iniciación, que se unen a secuencias específicas de ADN para reconocer el sitio donde la transcripción ha de comenzar y se sintetice el ARN. Esta secuencia de ADN en la que se ensamblan los complejos de transcripción se llama promotor. Los promotores se localizan en los extremos 5'-terminales de los genes, antes del comienzo del gen, y a ellos se unen los factores de transcripción mediante fuerzas de Van der Waals y enlaces de hidrógeno

TRANSCRIPCIÓN ES LA SÍNTESIS DE RNA A PARTIR DEL DNA. 27/08/2008

¿CUÁNDO OCURRE? G1 – G2 27/08/2008

Dra. Genoveva Martín MSc. 2008 ¿Dónde Ocurre? Procariota Eucariota 27/08/2008 Dra. Genoveva Martín MSc. 2008

REGLAS FUNDAMENTALES Se realiza de forma complementaria a la cadena molde de DNA. Muy selectivo, por señales (Secuencias DNA). No necesita iniciador. Ocurre unidireccionalmente. La dirección de lectura es 3’  5’ La dirección de síntesis es 5’  27/08/2008

REQUERIMIENTOS DE LA TRANSCRIPCIÓN EN PROCARIOTAS 1- MOLDE: CADENA DE DNA DÚPLEX 2- SUSTRATOS: 4 RIBONUCLEÓSIDOS TRIFOSFATADOS (ATP, GTP, CTP y UTP) 3- ENZIMA: RNA POLIMERASA DNA DEPENDIENTE (RNA POL) 27/08/2008

RNA Polimerasa (E. coli) HOLOENZIMA Enzima Núcleo + Factor σ Subunidad o Factor sigma (σ)  Le permite reconocer las regiones promotoras del DNA. Diferentes factores σ reconocen diferentes grupos de genes. 27/08/2008

ETAPAS DE LA TRANSCRIPCIÓN INICIACION ELONGACION TERMINACION POST-TERMINACION 27/08/2008

SECUENCIAS DE CONSENSO DE LOS PROMOTORES ~19 pb ~7 pb GENERAL TGTTGACA …………. TATAAT ……..…. REGIÓN -35 REGIÓN -10 SITIO DE INICIACIÓN lac ACCCAGGCTTTACACTTTATGCTTCCGGCTCGTATGTTGTGTGAATTGTG trp AAATGAGCTGTTGACAATTAATCATCGAACTAGTTAACTAGTACGCAAGT 27/08/2008

Localización y unión de la RNA Pol a un sitio específico del DNA, el Promotor. INICIACIÓN Se desenrollan y separan las cadenas del DNA. El Factor σ se une a la RNA Pol ayudándola en su unión con el DNA. Formación del Promotor abierto. Deslizamiento de la RNA Pol sobre el DNA hasta llegar a la 1ra. base que será copiada (+1). 27/08/2008

Formación del enlace fosfodiéster. Acción de las Pirofosfatasas. Entra el primer ribonucleósido trifosfatado (+1) que será el extremo 5’ del RNA (ATP o GTP). Formación del enlace fosfodiéster. Acción de las Pirofosfatasas. Unión del segundo ribonucleósido trifosfatado (+2) regularmente C. Continúa hasta incorporar de 6 a 9 nucleótidos. Separación de la subunidad σ. Se forma un Complejo Ternario estable. (RNAPol:DNA:RNA naciente) 27/08/2008

Unión del próximo ribonucleósido trifosfatado. ELONGACIÓN Formación del enlace fosfodiéster. Acción de las Pirofosfatasas. Velocidad promedio: 30 – 60 n/s Movimiento de la enzima a lo largo del DNA. (Desenrollando por delante y re-enrollando por detrás- DNA Topoisomerasas I y II.) Se alarga el RNA con la entrada sucesiva de los demás nucleótidos hasta alcanzar la señal de terminación. 27/08/2008

Terminación: La terminación está señalizada por la información contenida en sitios de la secuencia del ADN que se está transcribiendo, por lo que la ARN polimerasa se detiene al transcribir algunas secuencias especiales del ADN. Estas secuencias son ricas en guanina y citosina, situadas en el extremo de los genes, seguidas de secuencias ricas en timina, formando secuencias palindrómicas, que cuando se transcriben el ARN recién sintetizado adopta una estructura en horquilla que desestabiliza el complejo ARN-ADN, obligando a separarse de la ARN polimerasa, renaturalizándose la burbuja de transcripción.

TERMINACIÓN INDEPENDIENTE DEL FACTOR ρ T T T T T T T T A A A A A A A A A G C U U U U U U U U C G

Factor rho (ρ)  Proteína 6 sub-unidades Factor rho (ρ)  Proteína 6 sub-unidades. Se une al RNA, hidroliza ATP y la energía liberada es capaz de moverlo a lo largo del RNA que se está sintetizando en dirección de la burbuja de transcripción.  Cuando llega a dicha burbuja, el factor rho disocia el híbrido DNA-RNA por un mecanismo desconocido, liberando el RNA al citoplasma.

POST- TERMINACIÓN O MADURACIÓN RNAr y RNAt (PROCARIOTAS / EUCARIOTAS ) Todos los RNAr y RNAt en procariotas sufren modificaciones hasta ser totalmente funcionales. RNAr  a partir de un único precursor (30S) se forman los RNA precursores largos de los RNAr. RNAr 5.8s, 16s y 23s. RNAt  Modificación de bases por metilación, desaminación o reducción, formándose bases raras. 27/08/2008

POST- TERMINACIÓN O MADURACIÓN RNAm PROCARIOTAS RNAm procariota  Es funcional. No necesita maduración. No se modifica. Corresponde al RNA Transcrito Primario. RNAm Monocistrónico  Información para síntesis de una proteína. RNAm Policistrónico  Información para síntesis de varias proteínas. 27/08/2008

TRANSCRIPCIÓN EN EUCARIOTAS

REQUERIMIENTOS DE LA TRANSCRIPCIÓN EN EUCARIOTAS 1- MOLDE CADENA DE DNA DÚPLEX 2- SUSTRATOS: 4 RIBONUCLEÓSIDOS TRIFOSFATADOS (ATP, GTP, CTP y UTP) 3- ENZIMAS; 3 CLASES: RNA POLIMERASA I (RNA POL I) RNA POLIMERASA II (RNA POL II) RNA POLIMERASA III (RNA POL III) 27/08/2008

RNA POLIMERASAS EUCARIOTAS Presentes en el núcleo. Grandes enzimas con múltiples subunidades. Cada una reconoce tipos particulares de genes. RNA Pol I  Sintetiza el precursor del RNAr grande (28S, 18S y 5.8S)  Nucléolo. RNA Pol II  Sintetiza el precursor del RNAm  Nucleoplasma. RNA Pol III  Sintetiza RNAr pequeño 5S, RNAt 27/08/2008

TRANSCRIPCIÓN EN EUCARIOTAS Proceso más complejo que en procariotas. Participan numerosos factores de transcripción. Todos los RNAm eucariotas son madurados. Las Etapas son similares a la de los procariotas con algunas variaciones.

PROMOTORES Caja TATA (-25) Caja CAAT (-70 a -80) 27/08/2008

POST- TERMINACIÓN O MADURACIÓN CASQUETE (CAP)  7-metil-Guanosina en extremo 5’  Permite la iniciación de la traducción porque favorece su fijación al ribosoma y ayuda a su estabilidad. COLA DE POLI A  40 a 200 nucleótidos de A en extremo 3’  Ayuda a su estabilidad, facilita su salida del núcleo al citoplasma y lo protegen de la destrucción enzimática. 27/08/2008

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EXONES Las regiones de un gen que contienen la información para producir la proteína codificada. Cada exón codifica una porción específica de la proteína completa. El conjunto de exones forma la región codificante del gen.

INTRONES Regiones del DNA que separan los exones de un gen. No codifican proteínas. Todavía no se conoce su función. Deben ser eliminados del transcrito primario de RNA. Los intrones son comunes en todos los tipos de RNA eucariotas, RNAm. En algunos RNAt y RNAr de procariotas. Existen 4 tipos de intrones: Grupos I – IV.

TRANSCRIPCIÓN EUCARIOTAS 27/08/2008

Inhibidores de la transcripción Algunos antibióticos son inhibidores altamente específicos de los procesos biológicos mediante inhibición de la transcripción. Entre ellos, la rifampicina y la actinomicina D, que lo hacen mediante vías diferentes. La rifampicina es un derivado semisintético de las rifamicinas obtenidas de Streptomyces. La rifampicina inhibe específicamente la iniciación de la síntesis del RNA. Este antibiótico bloquea la formación del primer enlace fosfodiéster La porción sombreada de la actinomicina D es plana y se intercala en el DNA de doble hélice entre pases de bases G≡C sucesivos, deformando el DNA. Esta alteración impide el movimiento de la RNA polimerasa a lo largo del molde