Dra. Judith García de Rodas, Salón207 207 Transcripción Dra. Judith García de Rodas, Salón207 207

Competencias: Los y las estudiantes : Definen conceptos relacionados con la transcripción, Describen el proceso de transcripción en procariotas, Describen en proceso de transcripción en eucariotas, Explican la diferencia entre la transcripción procariota y eucariota, Explican el modelo de transcripción elaborado por el grupo. Responden preguntas en un examen corto al final del bloque

Del ADN a la proteína El código genético (ADN) posee la información para la síntesis de las moléculas de ARN y proteínas. Contiene los genes que se transcriben a ARNm, ATRNt y ARNr para la traducción

El material genético eucariota

La transcripción ocurre: En eucariotas En procariotas En virus dependientes En organelos (mitocondrias y plastidios)

Transcripción en procariotas Una polimerasa de ARN sintetiza a los 3 transcritos Factor sigma (complejo protéico de inicio), es parte de la polimerasa y permite la unión de la enzima al ADN y al promotor. Posee 3 zonas importantes: caja TATA (Pribnow) a -10 bases antes del inicio, 6 nucleótidos TTGACA a -35 bases antes del in icio y el punto de iniciación. El ADN se identifica con 2 hebras: Codificante contiene las zonas del promotor molde dirige la secuencia complementaria de ARN No codificante sin sentido

Síntesis de ARN a partir de ADN Hebra codificante Síntesis de ARN a partir de ADN Hebra codificante contiene las zonas del promotor Trranscrito de ARN Hebra no codificante

Transcripción: PASOS para que ocurra la Reconocimiento del promotor en la hebra de lectura del ADN (sentido 3' a 5' o cadena molde), Instalación de los factores de iniciación con la ARN polimerasa en el promotor Separación de las 2 cadenas de ADN y formación de la burbuja Fosforilación de los factores de inicio para la activación del proceso, Promotor proca a -10 y a-25 pb antes del inicio

ARN polimerasa procariota Factor Rho Factor sigma Macromolécula enzimática que tiene incorporado el complejo proteico de inicio llamado Factor sigma y al de terminación llamado Factor Rho

Enlace de la polimerasa en el promotor: Apertura de la doble helice de ADN y formación de la burbuja de transcripción Separación de la polimerasa por los factores de terminación (Rho)

Eventos de la transcripción El primer transcrito que se sintetiza es siempre el ARNm

4 Pasos de la transcripción procariota Unión: de la polimerasa al ADN, Iniciación: factor sigma Elongación: acoplamiento de bases ADN-ARN Terminación: factor rho.

Elongación: La polimerasa va sintetizando hebra de ARN, creando una hibridación transitoria de ADN-ARN ADN T - ARN A ADN A - ARN U } PRIMER CODON ADN c - ARN G DE INICIO UGA, UAA Y UAG: CODONES DE TERMINACIÓN O PARO

Terminación 2 señales importantes para terminar Factor rho que es una proteína dependiente de ATP separando el híbrido RNA-DNA. Señal de terminación, son secuencias ricas en GC seguida de varios residuos de Uracilo, produciendo una horquilla (doblez en si mísma del RNA)

Promotor es: La ecuencia más corta en la cual la RNA polimerasa II puede iniciar la transcripción. La mayoría de los promotores tiene una secuencia llamada caja TATA, localizada generalmente ~25 pb antes del punto de inicio en eucariotas y a ~10 pb en procariotas.

Transcripción en eucariotas Participan 3 clases de ARN polimerasas: ARN polimerasa I: sintetiza ARNr en el nucleolo, subunidades 28s, 18s y 5.8s. ARN polimerasa II: sintetiza ARNm en el nucleoplasma, ARN polimerasa III: sintetiza ARNt en el nucleoplasma y la subunidad 5s ribosomal.

En eucariotas la transcripción es más compleja En organelos: mitocondria y cloroplastos es similar a como ocurre en procariotas

Factores protéicos de transcripción Generales: se unen con la polimerasa de ARN para formar un complejo que rodea el punto de inicio y determinan el sitio de iniciación de la transcripción. Anteriores: son proteínas de unión al DNA que reconocen elementos consenso cortos y específicos que se encuentran antes del punto de inicio. Inducibles: tienen un papel regulador, responsables del control de la transcripción en tiempo y espacio.

Localización de los factores respecto de los promotores Módulo Consenso Unido al DNA Factor Caja TATA TATAAAA ~10 TBP Caja CAAT GGCCAATC ~22 pb CTF/NF1 Caja GC GGGCGG ~20 pb SP1 Octámero ATTTGCAT ~20 pb Oct-1 Octámero ATTTGCAT ~23 p Oct-2 κB GGGACTTTCC ~10 pb NFκB ATF GTGACGT ~20 pb ATF Enhancer: son otro grupo de elementos localizados a distancia variable de los anteriores, que forman parte del propio promotor y únicamente existen en eucariotas. 

Unión de los factores de transcripción de la polimerasa al promotor: Genes que se van a transcribir 3 momentos específicos durante la transcripción: inicio, alargamiento y terminación

Fosforilación para activación del proceso y de la polimerasa (FT: factores de transcripción) La activación consiste en la fosforilación al inicio, tanto de los factores como de la polimerasa

Proceso de la transcripción: Características del RNA Única hebra (nucleótidos UATC) Sentido de la Transcripción es de 5´ a 3 ´ Utiliza RNA polimerasas (1 procariotas 3 en Eucariotas) Hebra molde ( lectura o plantilla) en sentido 3’ a 5’ (hebra con sentido en el ADN).

Tipos de RNA Mensajero (ARNm): posee los codones, forma lineal. Transporte (ARNt): posee los anticodone, forma de asa de trebol Ribosomal (ARNr): posee las subunidades mayores y menonres

Flujo de información genética: Los genes se transcriben a ARN especialmente el RNAm que tiene la copia del CODIGO GENÉTICO en 64 tirpletas llamadas codones AUG de inicio y UGA, UAA UAG de paro. En el ARNt 64 anticodones En el ARNr varias sub unidades

¡Porqué el Código genético es degenerado?: En el ADN aparecen codificados 20 aaminoácidos, pero estos se repiten en el polipéptido. Un aminoácido puede ser codificado por 2 ó más codones

3 zonas importantes caja TATA (-10) , 6 nucleótidos TTGACA a -35 pb (puede ser a -100 pb) y Punto de Iniciación , El DNA contiene dos hebras: CODIFICANTE ( contiene las zonas del promotor) y MOLDE que determina la secuencia complementaria del RNA, 4 momentos para la síntesis: unión, iniciación, elongación y terminación,

Factores de transcripción Eucariota Son complejos protéicos, Alrededor de 6 factores de transcripción Algunos factores se unen antes al ADN en el promotor caja tata. Otro factor se une a la polimerasa y lo guía Requiere de ATP para iniciar la transcripción.

Promotores en Eucariotas Más variados que en procariotas (-35 hasta menos 100 bases antes) Unos corriente arriba y otros corriente abajo

La Transcripción en Eucariotas requiere: Varios factores de transcripción, los cuales no son parte de las polimerasas. tienen papel importante en el control de la transcripción Pasan un proceso de maduración de los 3 transcritos, previo a la salida del núcleo: Selección y empalme de EXONES, eliminación de INTRONES (espliceosoma) y ayuste

Modificaciones post transcripcionales Son sintetizados en forma de precursores que sufren un proceso de modificación (maduración) para ser funcionales. Los mRNA procariotas no necesitan modificarse después de ser sintetizados y son lineales respecto al gen a partir del cual se sintetizaron (complementarios). En los rRNA y tRNA procariotas, las modificaciones que sufren son sencillas, tienen que ver con los cortes que sufrirá el precursor largo en el cual están incluidas ambas especies. (maduración del ARNT y ARNr)

Modificaciones del mensajero  Adición de guanosina La primera metilación ocurre en todos los eucariontes y consiste en la adición de un grupo metilo a la posición 7 de una guanina terminal (caperuza de 7 metil guanosina. La mayoría de los mRNAs eucariotas tienen una secuencia de ácido poliadenílico en el extremo 3‘ (cola poli AAAAAAA).

Modificación del ARNm

Procesamiento del ARNr 70 a 80% del total de RNA es ribosomico 4 tipos de RNAr según su velocidad de sedimentación, Del transcrito PRIMARIO, pre - rRNA se obtienen las sub unidades 28s, 18s y 5.8s en el nucleólo, Las secuencias espaciadoras son eliminadas (madura)

Procesamiento del ARNt 12% del total de ARN Forma de trébol, posee anticodones y en el extremo 3’ lleva los aminoácidos, Contiene 4 bucles, También pasa un proceso de maduración, eliminando algunas secuencias no útiles ,

RNAm eucariota Sólo 8% del total de ARN 2 extremos el 5´ la molécula de 7 metil guanosina, casquete queo protege de las nucleasas y le provee estabilidad. En el 3´una cola poli A de 50 a 250 Adeninas, le confieren estabilidad, protección de las nucleasas y unión con proteínas que orientan su salida al citosol y su unión con los ribosomas

Procesamiento del RNAm Secuencia de Intrones situadas en transcritos primarios ó RNA inmaduro (pre ARN) son eliminadas por los espliceosomas, que son complejos proteicos y ribonucleoproteínas Luego el ayuste (unión de los exones).

RNAm empalmado o maduro Eliminación de intrones Empalme de Exones Sitio de empalme denominado splicing El RNAm maduro sale y es llevado al ribosoma para ser traducido.

Importancia de los intrones? Algunos pueden estan relacionados con la metilación y corte de los pre RNA Otros favorecen el empalme de exones en variedades, a partir de un mismo gen denominado ayuste alternativo.

Como replican, transcriben y traducen su material genético los virus Los virus son huéspedes de las células, utilizan las enzimas de las células para replicar su código, si es ADN de la forma como lo hacen las células, si son ARN por transcripción Inversa.

EVALUACION: complete el siguiente cuadro de la transcripción CARACTERÍSTICAS PROCARIOTAS EUCARIOTAS Sitio donde ocurre Secuencias del promotor Cantidad de polimerasas Factores de inicio Factores de alargamiento Factores de finalización Produc

DEFINA Transcripción: Promotor: Hebra codificante: En que sentido en relación al ADN ocurre la síntesis de ARN: Exón: Intrón: preARN ó heteronuclear: ARN empalmado: En qué consiste la maduración del ARN: Splicing: Enhancer:

Elabore el siguiente cuadro con las diferencias y similitudes: Molecula ARNm ARNt ARNr Polimerasa que lo sintetiza Características de la molécula Función Estructura Cantidad en las células Forma de maduración Importancia

TRADUCCIÓN SÍNTESIS PROTÉICA Dra. Judith de Rodas Salón 207

Competencias El/la estudiante¨: Definen conceptos de la traducción Relaciona los procesos de transcripción y traducción Identifica las moléculas que participan en la traducción, Describe los pasos de la traducció. Diferencia la traducción en eucariotas, procariotas y organelos.

C O D I G e N É T 3’ 5’ Genetic code dictionary

Fosforilación de aminoácidos Anticodón unido al codón El código genético es traladado por medio de 2 adaptadores uno después del otro.

Fosforilación de aminoácidos Anticodón unido al codón El código genético es traladado por medio de 2 adaptadores uno después del otro.

Comparación de ribosomas procariota y eucariota Subunidades de mayor peso en eucariotas Comparación de ribosomas procariota y eucariota

Lectura del ARN mensajero

Fase de iniciación de la síntesis protéica en eucariotas

Fase final de la síntesis protéica

Proteína completa Domino C-terminal Domino N terminal Inicio de la cadena

Activación del aminoácido Extremo 3‘ hidroxilo Extremo anterior Acido aminoadenilico Activación del aminoácido

Producción de proteinas en células eucariotas

Evaluación Que diferencia hay entre el código genético y el ARNm, y el ARNt ? Qué diferencias y similitudes hay entre el proceso de traducción procariota y eucariota? (elaborar un cuadro comparativo) Qué es el diccionario del código genético? Cuántos codones y anticodones hay en el código genético y qué codifican? Cuáles son los codones de puntuación? En qué sitios de la célula eucariota ocurre la transcripción y la traducción? Qué significa traducción?

EVALUACIÓN En qué consiste la activación de los ARNt? Cuando los ARN estan dispuestos para la traducción? Qué contienen y que función cumplen cada una de las subunidades ribosomales? Qué función tienen la molécula de 7 metil guanosina y la cola poli A en el ARNm? Cuál es la función de la Aminoacil ARNt sintetasa, la peptidil transferasa y la translocasa y que variedad de catalizadores son? La energía para la traducción (síntesis protéica) proviene de? Cuales son los momentos de la traducción? Qué diferencia hay entre traducción procariota y eucariota?