TEMA 4.7 mRNAs EUCARIÓTICOS. BIOLOGÍA MOLECULAR. TEMA 4.7 mRNAs EUCARIÓTICOS. Alumna: Brenda Aracely Domínguez Arvizu 205227.

ÍNDICE. Generalidades. Carácter monocistrónico o policistrónico del mRNA. Concepto de gen y cistrón. Procesamiento del mRNA. Final de la Transcripción. Eliminación de intrones. Principales diferencias en el proceso de transcripción de Procariotas y Eucariotas. Bibliografía.

Generalidades. El concepto de mRNA fue introducido por François Jacob y Jacques Monde en 1961. Es el ácido ribonucleico que contiene la información genética procedente del ADN para utilizarse en la síntesis de proteínas, es decir, determina el orden en que se unirán los aminoácidos. En organismos eucariotas, la RNA polimerasa II que se encuentra en el nucleoplasma, es su precursora. De síntesis y degradación rápida (vida media de 4-24 hrs). Se asocia transitoriamente con los ribosomas. Se incluyen formas muy heterogéneas tanto en tamaño como en secuencia, existiendo, en general, una molécula de mRNA para cada gen o grupo de genes que vayan a expresarse

Carácter monocistrónico o policistrónico del mRNA. Los mRNAs monocistrónicos, presentes en procariotas y típicos en eucariotas, codifican un solo polipéptido. Ello implica que la traducción se inicia en un solo sitio del mRNA, el codón de inicio, para finalizar en otro sitio, un codón de terminación. Los mRNAs policistrónicos, que sólo aparecen en procariotas y virus, codifican varios polipéptidos, por lo que la traducción se inicia (simultáneamente o no) en varios sitios, en varios codones de inicio, para finalizar en los codones de terminación.

Gen y Cistrón. El concepto de gen corresponde a una región codificante del DNA genómico, responsable de un producto génico, sea éste RNA (por transcripción y maduración) o proteína (por transcripción, maduración, traducción y modificación postraduccional). El concepto de cistrón, se diferencia: a) por ser más amplio que el del gen, al considerar como región codificante tanto al DNA como al RNA, y b) por ser al mismo tiempo más estricto, pues se define como la región del genoma (DNA) o del mRNA que codifica un producto génico. Normalmente se emplea sólo para este último caso, por lo que un cistrón es la secuencia de mRNA que codifica una molécula de polipéptido.

Procesamiento del mRNA. En eucariotas, los transcritos primarios del mRNA son sometidos a un exhaustivo proceso de maduración en el núcleo, antes de ser exportados al citoplasma para su traducción. En primer lugar, y cuando los precursores del mRNA aún están siendo sintetizados por la RNA-polimerasa II, el extremo 5’ es sometido a la formación de la capucha (capping). La función de esta capucha, además de proteger el mRNA de la degradación, es participar en el reconocimiento y la unión del mRNA al ribosoma durante la iniciación de la traducción.

La mayoría de los precursores de los mRNA eucarióticos sufren también transformaciones en el extremo 3’. Un segmento de RNA de este extremo es eliminado mediante la acción de una riboendonucleasa específica, que corta de 11 a 30 nucleótidos al lado 3’ de la secuencia AAUAAA, secuencia que es sintetizada como parte del transcrito primario. Después se le añaden de 20 a 250 residuos de adenilato por la actuación de la enzima poliA polimerasa.

Fin de la Transcripción: Eliminación de Intrones. Muchos genes eucarióticos están fragmentados, contienen secuencias que codifican para polipéptido (exones), interrumpidas por secuencias no codificadoras (intrones). Durante la transcripción, estos genes son copiados a RNA de manera continua. En el procesamiento, los intrones son eliminados y los exones contiguos son unidos para originar un mRNA funcional para la traducción. El proceso de eliminación de los intrones se conoce como corte y empalme (splicing) , aunque hay algunos precursores de RNA que pueden automadurarse.

En el procesamiento de los mRNA precursores eucarióticos se eliminan los intrones por corte y empalme de exones. La figura representa la maduración del mRNA de la ovoalbúmina de pollo. Sobre el nucleótido terminal del extremo 5’ se forma la capucha y sobre el extremo 3’, se añade la cola poli A. Luego los intrones son escindidos y los exones adyacentes unidos en una serie de reacciones de corte y empalme, catalizadas por el espliceosoma en el núcleo. Nótese que en el ejemplo, se elimina alrededor del 75% del RNA del transcrito primario durante el procesamiento. De 1 a 7 exones; de A a G intrones.

El ARN mensajero maduro es trasladado al citosol de la célula, en el caso de los seres eucariontes, a través de poros de la membrana nuclear. Una vez en el citoplasma, el ARNm se acoplan los ribosomas, que son la maquinaria encargada de la síntesis proteica. En procariontes, la unión de los ribosomas ocurre mientras la cadena de ARNm esta siendo sintetizada. Después de cierta cantidad de tiempo el ARNm se degrada en sus nucleótidos componentes, generalmente con la ayuda de ribonucleasas.

Principales diferencias del proceso de transcripción en eucariotas y procariotas. El proceso de transcripción es similar tanto en eucariontes como en procariontes; ambos tienen etapas comunes y cada etapa ocurre según reacciones análogas. Sin embargo estos procesos se diferencian también en el sitio de síntesis de cada molécula de RNA. También se diferencian, como también ya conocemos, en que los RNA eucariotas tienen que ser modificados postranscripcionalmente para ser funcionales. El grado de complejidad de la maquinaria de transcripción también difiere, siendo más compleja en los eucariontes. Estas diferencias se deben al mayor tamaño del genoma eucariota y a su organización en una estructura ordenada que todos conocemos con el nombre de cromatina.

Diferencias en los procesos de trascripción y traducción entre organismos procariotas y eucariotas En los organismos procariotas, que carecen de membrana nuclear que separa el material genético del citoplasma, los mRNA son accesibles para los ribosomas desde el momento en que comienzan a ser sintetizados. La transcripción y la traducción son procesos simultáneos. Los mRNAs procariotas son mRNAs maduros desde que comienzan a ser sintetizados. Los mRNAs eucariotas se sintetizan en el interior del núcleo celular como hnRNAs y antes de alcanzar el citoplasma son procesados para transformarse en los mRNAs maduros.

Bibliografía. “Bioquímica”. 5ª ed. Berg, J., Tymoczko, J. Stryer, L. Ed. W.H. Reverté. 2003 Devlin, T. M. 2004. Bioquímica, 4ª edición. Reverté, Barcelona. http://fbio.uh.cu/genmol/confs/conf2/p03.htm http://www2.uah.es/biomolq/BM/Esquemas/Tema9.htm

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