Flujo de información en la célula

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

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

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

ARN celulares, abundancia y función La transcripción está fuertemente regulada. Apenas un 0.01% de los genes se está expresando en una célula eucariota en un momento dado. 6 % 80% 10% 4 %

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

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 CCTTACTTACTGTTACGCCG GGAATGCCTGACAATGCGGC CCUUACUUACUGUUACGCCG (Sense) (Antisense)

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  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.

Promotores bacterianos

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 FIGURE 4-11 Current model of bacterial RNA polymerase bound to a promoter. This structure corresponds to the polymerase molecule as schematically shown in step 2 of Figure 4-10. The subunit is in orange; is in green. Part of one of the two subunits can be seen in light blue; the subunit is in gray. The DNA template and nontemplate strands are shown, respectively, as gray and pink ribbons. A Mg2 ion at the active center is shown as a gray sphere. Numbers indicate positions in the DNA sequence relative to the transcription start site, with positive () numbers in the direction of transcription and negative () numbers in the opposite direction. [Courtesy of R. H. Ebright, Waksman Institute.]

El proceso de la transcripción

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.

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.

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 dependiente proteína Rho se une al ARN Rho independiente bucle autocomplementario

Diferencias entre la transcripción procariota y eucariota ARNm policistrónico transcripción y traducción acopladas ARN Polimerasa única ARNm monocistrónico transcripción y procesamiento acoplados 3 ARN Polimerasas diferentes

ARN polimerasas eucariotas INCAPACES DE RECONOCER EL PROMOTOR Polimerasa localización genes transcritos inhibición por a-amanitina Pol I nucleolo ARNr insensible Pol II nucleoplasma ARNm , ARNpn muy sensible Pol III nucleoplasma ARNt, ARNr 5S sensible

La polimerasa II eucariota es similar a la bacteriana.....

.....aunque más compleja

Transcripción en eucariotas Proteínas ARN Polimerasas Factores de Transcripción Modificadores Polimerasa II Factores generales Factores específicos Modificadores Señales Promotores Potenciadores

Iniciación en eucariotas Todas las polimerasas eucariotas necesitan Factores Transcripcionales basales para reconocer los promotores e iniciar la transcripción

Promotores regulados eucariotas Secuencias de reconocimiento específico para Factores de Transcripción Estructura modular

Factores transcripcionales Proteínas de unión a sitios específicos de ADN. Se asocian a promotores y potenciadores. Estructura modular: dominios de unión al ADN dominios de activación

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.

Potenciadores Activación de la Transcripción. Potenciadores (enhancers) reguladores en cis. Función a distancia. Independientemente de orientación. Sitios de union a factores de transcripción.

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.

Existen activadores, represores y mediadores Mayoría de los genes regulados por factores transcripcionales múltiples

Los factores basales se ensamblan secuencialmente y posicionan la ARN polimerasa

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.

El ciclo transcripcional eucariota