Replicación del DNA Transcripción del DNA Traducción del mRNA Dogma Central de la Biología Molecular Se llama Dogma Central de la Biología Molecular al conjunto de los tres procesos : Replicación del DNA Transcripción del DNA Traducción del mRNA Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Transcripción del DNA Modificaciones post-transcripcionales Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

¿ Cuando finaliza la transcripción ¿ Cuando finaliza la transcripción ? Si bien en procariontes existen proteínas que interaccionan con determinadas secuencias para acabar la transcripción, en humano y concretamente en el caso de la polimerasa II no existen proteínas auxiliares para finalizar la transcripción. Hay que considerar que mientras se sintetiza el transcrito primario, al CTD tail de la RNA polimerasa se une la capping enzyme dimérica que llevará a cabo la adición de la caperuza. Cuando se han polimerizado 25 a 30 nts el enzima dimérico unido al CTD tail realiza la formación del 5´cap. +1 Pol II Capping Enzyme

RNA NH2 C H - C N O O O H - C C O - CH2 N O HO P O P O P O OH OH OH C Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Guanosina- Tri-Fosfato ( GTP ) OH O HO P O - CH2 C N NH2 N H H C Guanosina- Tri-Fosfato ( GTP ) Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

RNA NH2 C H - C N O O O H - C C O - CH2 N O HO P O P O P O OH OH OH OH Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

CH3 CH3 CH3 RNA NH2 OH CH2 - O C N NH2 N H CH C H - C N O O O H - C C O - CH2 O N O O P O P O P CH3 OH OH OH C N NH2 O OH OH O P CH2 O O OH CH3 RNA Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Región Codificadora +1 -200 -1000 // Enhancers o Elementos de control distales Promotores / Elementos de control proximales Enhancers o Elementos de control distales Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Exones e Intrones +1 -1000 // -200 5´ UTR 3´UTR mRNA Enhancers o Elementos de control distales Promotores / Elementos de control proximales 5´ UTR 3´UTR mRNA Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

C U A/G A C/U YYYYYYYYYYY(15) A G INTRÓN Segunda Transesterificación EXÓN EXÓN A/C A G G U A/G C U A/G A C/U YYYYYYYYYYY(15) A G G Primera Transesterificación Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

C U A/G A C/U YYYYYYYYYYY(15) A G Los Spliceosomas están formados por 5 snRNPs que se asocian al hnRNA. Las snRNPs U1, U2, U4, U5 y U6 están formadas por snRNAs y varias subunidades proteicas. Los Spliceosomas están constituidos por unas 80 subunidades proteicas. U4 U6 U1 U2 A/C A G G U A/G C U A/G A C/U YYYYYYYYYYY(15) A G G U5 Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

La primera transesterificación se realiza entre el enlace fosfodiester C3´ – P – C5´ de la unión Exón I - Intrón I y el C2´OH de la Adenosina del Branch Point. A I P C3´- - C5´ P C3´- - C5´ II OH A C3´- OH P C3´- - C5´ II I P C5´ Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

La segunda transesterificación se realiza entre el enlace fosfodiester C3´ – P – C5´ de la unión Intrón I – Exón II y el C3´OH del Exón I. A II C3´- OH P C3´- - C5´ I P C5´ A C3´- OH I P C3´- - C5´ II P C5´ lariat Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

El resultado final del procesamiento post-transcripcional es una molécula de mRNA maduro. TRANSCRITO PRIMARIO Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

I II III IV V I II III IV V I IV V I II IV V El splicing alternativo permite producir diferentes variantes de mRNAs ( y consiguientemente diferentes isoformas de proteínas a partir del mismo transcrito primario ). Por ello, aunque el gen eucarionte es monocistrónico, puede originar diferentes isoformas. I II III IV V TRANSCRITO PRIMARIO I II III IV V I IV V I II IV V Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

En el citosol existen otras PABP ( PABP1 ) El RNA es estabilizado por diferentes proteínas que impiden su degradación o su interacción inespecífica con otras moléculas. Hemos visto las proteínas PABP en el nucleo ( PABP2 ) que se unen específicamente a la cola PolyA. En el citosol existen otras PABP ( PABP1 ) La ORF es la región o secuencia del mRNA que se va a traducir 5´UTR 3´UTR PolyA tail ORF STOP START Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Existen 5 genes de GH formando un cluster (CSL, CSA, GHV, and CSB ) El gen GHN o GH1 se expresa en Pituitaria, tiene 5 exones, y tiene 2 formas producidas por splicing alternativo ( 20 kD y 22 kD respectivamente ). En la forma 20 kD faltan las primeras 45 bases del exón 3 ( 119 bp en la variante 22 kD y 74 bp en la variante 20 kD ). Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

ApoB48 ( Quilomicrones ) y ApoB10 ( VLDL, IDL y LDL ) ApoB48 en intestino ApoB100 en hígado El gen tiene 29 exones. La forma ApoB48 se produce por RNA editing Exón 26 Exón 1 Exón 29 AUG C A A UAA ORF AUG U A A UAA ORF Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

El RNA de interferencia ( RNAi ) Actualmente se utilizan mezclas de oligonucleotidos denominados RNA de interferencia, que esencialmente son RNA antisense o RNA (-). Su utilidad reside en que sirven para bloquear la síntesis de una proteína de una forma altamente específica, mediante la degradación de su mRNA mRNA sense RISC RNAi antisense Realizado por Dr. A. Martínez-Conde & Dra P. Mayor Dep. Bioquímica y Biología Molecular Fac. Medicina Universidad Complutense de Madrid

Los genes de las Histonas, así como los de los snRNAs transcritos por la RNA Polimerasa II codifican transcritos que no poseen señal de poliadenilación. Cada una de las clases de Histonas excepto H4 ( H1, H2A, H2B, H3) está formado por varios subtipos codificados por genes distintos que se clasifican en tres grandes grupos : 1 . Genes replicación-dependientes : solo se transcriben en la fase S del ciclo celular 2 . Genes replicación-independientes : codifican las “Histonas de recambio”. Se transcriben durante todos los periodos del ciclo, incluyendo el periodo de quiescencia y su transcrpción es en un nivel bajo pero de una forma constante 3 . Genes Codificando Isotipos específicos de tejido. Los genes del segundo tipo muestran localizaciones aisladas y a menudo poseen intrones. Los de los otros tipos ( 1 y 3 ) se agrupan en clusters y no tienen intrones.

Tipo 3 : H1T que se expresa en testículo. Por ejemplo, la familia de los genes de H1 tienen 7 subtipos distintos. Tipo 1 : desde H1.1 a H1.5 Tipo 2 : H1(0) Tipo 3 : H1T que se expresa en testículo. El gen para la variante de reposición H1(0) se encuentra aislado en el cromosoma 22 Los otros genes están agrupados en 2 clusters en el cromosoma 6. En el cluster mayor hay un total de 32 genes de Histonas, incluyendo los genes H1.1, H1.2, H1.3, H1.4, y H1T, así como de las otras Histonas. El Cluster menor contiene 1 gen H1.5, 5 H2A, 4 H2B y 1 pseudogen de H2B, 3 de H3, y 3 de H4, además de 1 pseudogen H4.