Dra. Flora E. Arana F. CUM-USAC, 2016

Presentación del tema: "Dra. Flora E. Arana F. CUM-USAC, 2016"— Transcripción de la presentación:

1 Dra. Flora E. Arana F. CUM-USAC, 2016
trans crip·ción - hacer una copia por escrito de

2 Concepto de transcripción y pasos que conlleva
Se pueden codificar ____________ aminoácidos, los códigos varían en ___________________ Cuales son los códigos de iniciación y terminación, especifique Que procesos implican la maduración del ARN Que función tienen las polimerasas

3 El “dogma” central del flujo de la información genética

4 Código Genético Severo Ochoa descubre la ARN polimerasa y sintetiza por primera vez in vitro una molécula de ARN (Premio Nobel de Fisiología y Medicina en 1959) Nirenberg y Khorana descifran el código genético (Premio Nobel de Medicina en 1968)

5 ARN El ARN o ácido ribonucleico es un ácido nucleico que transmite la información almacenada en el ADN antes de ser traducida a proteína.

6 TIPOS DE ARN 1. ARN mensajero 2. ARN de transferencia 3. ARN ribosómico

7 ARN mensajero Constituye una secuencia lineal de nucleótidos producidos por la transcripción de un gen (ADN).

8 ARN de transferencia (ARNt)
Constituye un grupo de pequeños ARN entre 75 a 85 nucleótidos de longitud que sirven como moléculas adaptadoras durante la síntesis de proteínas o traducción. Cada ARNt posee una forma de “hoja de trébol” y porta un solo aminoácido.

9 Para cada ARNt se le une un aminoácido mediante la acción enzimática de la Aminoacil-tRNA Sintetasa que reconoce su estructura tridimensional.

10 ARN ribosómico (ARNr) Constituyen parte de la estructura
de las subunidades de los ribosomas e intervienen durante el proceso de traducción.

11 Tipos de ARN ribosómico
En Procariotas - Subunidad mayor: 23S y 5S - Subunidad menor: 16S En Eucariotas - Subunidad mayor: 28S, 5.8S y 5S - Subunidad menor: 18S

12 TRANSCRIPCIÓN Es la síntesis de una molécula de RNA a partir
de un ADN molde. La RNA polimerasa (RNAp) es la encargada de la síntesis de RNA (5´  3´). Requiere: - Nucleótidos trifosfatados. - ADN molde (una sola cadena).

13 Código Genético El código genético está compuesto por codones (codon= 3 bases nitrogenadas) que definen el proceso de traducción 61 codones para aminoácidos (existen 20 aminoácidos diferentes) 3 codones de terminación El código genético es universal El código genético es redundante (varios codones para un mismo aminoácido) Ejemplo: El aminoácido glicina está codificado por GGU, GGC, GGA y GGG

14 CAR MEN PEN DAY CAT BAT MAD ADD BED

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17 Nomenclatura de las cadenas en relación a la transcripción

18 Orientación y nomenclatura de las cadenas en relación a la transcripción
(5)’ CGCTATAGCG (3’)  cadena codificadora del DNA (3’) GCGATATCGC (5’)  cadena molde del DNA (5’) CGCUAUAGCG (3’)  transcrito de RNA

19 Definición molecular de gen

20 Etapas de la transcripción
Iniciación: Secuencias promotoras (se une la RNA polimerasa) Procariotas: Secuencias consenso Pribnow (-10 pb) y región -35 pb Eucariotas: Caja TATA (-25 pb) y CAAT (-70 pb) Elongación: 5’->3’ Enrollamiento aguas arriba (5’) y desenrollamiento aguas abajo (3’) del DNA Terminación: Dependiente del factor Rho Independiente de Rho

21 Tipos de ARN ARN r : constituye a los ribosomas ARN m :
contiene el mensaje genético, la estructura primaria de la proteínas ARN t : transfiere los amino-acidos en la cadena de síntesis proteica Todos los ARNs están contenidos en moléculas mas grandes llamadas pre ARN Además existen otros tipos de ARNs con actividad catalítica, que son ARNsn (corte/ splaicing), ARNsc, ARNsno.

22 Tipos de ARN ribosómico
En Procariotas - Subunidad mayor: 23S y 5S - Subunidad menor: 16S En Eucariotas - Subunidad mayor: 28S, 5.8S y 5S - Subunidad menor: 18S

23 Maduración del ARNm el ARNm sintetizado en el núcleo debe sufrir cambios antes de ser trasladado al citoplasma (pre ARNm). Contiene secuencias de nucleótidos que no codifican información, llamados Intrones Las secuencias que SI codifican para un aminoácido, se denominan Exones

24 ARN polimerasas Son enzimas complejas que se componen de 8 a 14 subunidades. necesitan de la presencia de varios factores de trascripción (proteínas) que no son parte de la polimerasa y se unen a las secuencias promotoras del ADN

25 ARN polimerasas Los promotores eucariontes poseen a -25 o -30, la secuencia de consenso llamada TATA. Para la formación del complejo de transcripción, un factor general de transcripción llamado TFIID se une a la secuencia TATA. El TFIID, se compone de múltiples subunidades:10 o 12 polipéptidos llamados factores asociados a TBP (TAF)

26 Procariota En una célula procariota, la transcripción y la traducción (síntesis de proteínas) están acopladas, es decir, que la traducción empieza mientras el ARNm está siendo sintetizado.

27 Transcripción en Procariontes:
Participa una ARN polimerasa ampliamente estudiada en E. Coli, es una Holoenzima de 500,000 dalton La enzima completa consta de cinco unidades: dos , una , una ', y una . La subunidad  tiene función reguladora y está unida de forma relativamente débil y puede disociarse de las otras cuatro subunidades, que constituyen el núcleo de la polimerasa, cuando se inicia la transcripción para dar lugar a la elongación.

28 TRANSCRIPCION

29 Iniciación - Sitio Promotor
La subunidad  reconoce secuencias específicas de ADN situadas en la región 5' corriente arriba del inicio de la transcripción (+1) (promotores). La enzima se une al promotor y se produce una desnaturalización local de la doble hélice. Hay promotores fuertes y débiles. Diferentes factores  reconocen promotores con diferentes secuencias consenso.

30 El promotor es la parte del ADN en donde se une la ARN polimerasa antes de abrir el segmento de ADN a ser transcripto.   

31 Unión RNA polimerasa a promotor facilitado por subunidad sigma σ y permite que el DNA sea desenrollado Usando una cadena como molde RNA pol se mueve a lo largo de DNA e inicia síntesis de RNA

32 Elongación de RNA agregando los NTPs hasta la señal de terminación
Se Facilita la disociación ADN-ARN para liberar el ARN

33 Existen varias secuencias consenso las cuales son secuencias similares que aparecen en muchos promotores en posición -10 y -35 respecto al inicio de la transcripción por ejemplo las secuencias TTGACA, TATAAT.

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35 Elongación Conforme avanza la polimerasa desenrolla el molde de ADN por delante y enrolla el ADN que dejando atrás, manteniendo una zona desenrollada de aproximadamente 17 pares de bases.

36 Terminación – Terminadores
La síntesis continua hasta que la polimerasa encuentra una señal de terminación, las cuales son de dos tipos: Intrínsecas: Secuencias palindrómicas ricas en G y C seguida de varias A, la transcripción de este segmento forma una estructura autocomplementaria y se forma un asa que impide el avance de la enzima por lo que se disocia.

37 Dependientes de la proteína denominada Factor rho.

38 Acoplamiento transcripción-traducción
· En bacterias, la transcripción, la traducción y la degradación del ARN tienen lugar simultáneamente

39 ARNm policistrónico y monocistrónico
· En bacterias, es frecuente que genes que intervienen en el mismo proceso se encuentren agrupados y se transcriban dentro de la misma unidad transcripcional con un solo terminador final · Un ARNm que engloba a varios genes se denomina Policistrónico (procariontes) · Un ARNm que engloba a un solo gen se denomina Monocistrónico (eucariontes)

40 En procariontes un RNA puede codificar para mas de un gen

41 ARNm policistrónico

42 E U C A R I O T

43 Célula Eucariótica La transcripción y síntesis de proteínas están espacial y temporalmente separadas en las células en eucarióticas; esto es, la transcripción se lleva a cabo en el núcleo y produce una molécula de Pre-ARNm. El Pre-ARNm es procesado para producir el ARNm maduro, el cual sale del núcleo y es traducido en el citoplasma

44 En las células eucariotas la presencia de intrones genera una ARN inmaduro o Heterogeneo nuclear (ARNhn). El mismo que es sometido a un proceso de corte y empalme denominado “splicing” El splicing es llevado a cabo por riboproteínas nucleares llamadas SnRNA o “snurf”. El proceso se lleva a cabo en el núcleo.

45 Transcripción en Eucariontes:
Hay tres polimerasas de ARN (I,II y III), de composición más compleja que la procariótica Existen numerosos factores de transcripción implicados, así como potenciadores y silenciadores (activadores o represores). La transcripción ocurre en el núcleo, la traducción en el citoplasma. Los ARNm se procesan antes de la traducción. No hay acoplamiento transcripción-traducción y los ARNm eucarióticos son monocistrónicos

46 Diferencia con procariotas
Son tres RNA polimerasa distintas, cada una trascribe mas de una clase ARN Promotores mas variados: ARN pol utiliza distintos tipos del promotor, hay una gran variedad dentro de cada tipo de promotor, especialmente en genes que codifican proteínas. Algunos promotores están colocados corriente abajo del punto de iniciación de trascripción. La unión de RNA pol al DNA requiere de proteínas adicionales llamados Factores de transcripción que a diferencia del Sigma σ de procariotas, estas no forman parte de RNApol, sino que algunas deben unirse al DNA antes que RNApol, determinando la especificad de la transcripción en eucariotas. La interacción proteína-proteína ese importante el 1er paso de transcripción. Algunos se unen a otras proteínas, otras a factores de transcripción o a la propia RNApol La disociación del RNA es mas importante que el punto de terminación de transcripción. Los RNA recién formados sufren procesamientos durante y despues de su transcripción.

47 Las ARN polimerasas I, II y III son proteínas grandes,
Holoenzima de la polimerasa II Las ARN polimerasas I, II y III son proteínas grandes, compuestas por muchas subunidades (8 a 14 subunidades).

48 Forman complejos con numerosos factores de transcripción
así como con potenciadores y silenciadores rRNAs FORMAN PARTE ESTRUCTURAL DE LOS RIBOSOMAS mRNAs CODIFAN PARA PROTEINAS tRNAs TRANSPORTAN AMINOACIDOS AL RIBOSOMA

49 Factores de Transcripción
Su unión al promotor es necesaria para la transcripción, los hay generales y específicos. Dentro de los factores generales estan: Factor de transcripcion TFIID (consta de una porteina de union a TATA :TBP y factores asociados al TBP :TAFs TFIID B TFIIF F, TFIIE E y el TFIIH H)

50 Formación de un complejo de transcripción de la polimerasa I
Núcleo responsable síntesis de Moléculas de RNA precursores de 3 de los 4 tipos de RNA ribosomal No es sensible a α amanitina rRNA 28S; 18S; 5.8 S

51 Promotores de RNA polimerasa I
Promotor para unidad transrcipcional que produce 3 rRNA mas grandes se divide en 2 partes Núcleo del Promotor: secuencia minima, controla iniciación exacta de transcripción por RNApol, permite transcripción adecuada Control corriente arriba: facilita elongación hace mas eficiente trasncripición

52 Formación de un complejo de transcripción de la polimerasa II
( muchos promotores de la polimerasa II tienen una caja TATA-secuencia de consenso TATAA) En nucleoplasma se sintetiza precursores de mRNA, molécula que codifica proteínas. Sintetiza la mayoría de RNAsn (pequeños nucleares), implicados en procesamiento postranscripcional, por lo que es el responsable de la sintesis de la mayoria de RNA. Muy sensible a α amanitina

53 Rol de factores Transcripción en la unión RNA pol II al DNA
Se une a TATA SE UNEN SE UNEN E y H = COMPLEJO PRE- INCICIACION Fosforilación RNA pol Inicia Transcripción

54 Formación de un complejo de transcripción de la polimerasa II
Promotores de transcripción de la polimerasa II Al menos 4 secuencias estan implicadas en función del núcleo promotor Secuencia iniciación Inr, rodeando al promotor iniciación, suele se A Caja TATA secuencia consenso seguida de 2 o 3 A a unos 25 nucleótidos del punto de iniciación . Elemento de reconocimiento TFIIB (BRE) seguida de TATA Elemento promotor (DPE) a unos 30 nucleótidos del punto iniciación Los 4 pueden mantener nivel bajo de transcripción, pero la mayoría de genes tienen proteínas adicionales que mejoran eficiencia del promotor, por ejemplo: caja CAAT y GC A UNOS nucleótidos de punto iniciación

55 Formación de un complejo de transcripción de la polimerasa III
Transcribe el ARN de transferencia ARNt

56 Promotores de RNA polimerasa III
Usa promotores corriente abajo del punto de iniciación, los promotores utilizados por genes tRNA, rRNA5S son distintos tRNA tiene caja A y Caja B rRNA Caja A (mas lejos del punto inicio) y Caja C

57 Iniciación- Promotores
Son regiones de unas 200 pb antes del inicio de transcripción donde se une la ARN polimerasa y los factores de transcripción. Contiene secuencias consenso en posiciones relativamente fijas del sitio de inicio Caja TATA a -30: TATAAAA y Caja CAAT a-80: GGCCAATCT

58 Table 21-1 Properties of Eukaryotic RNA Polymerases
I: síntesis RNA precursor RNA ribosomal, pte nucleolo pues ahí se da síntesis y ensamblaje de ribosomas II: síntesis precursor RNA mensajero, que codifica proteínas. Sintetiza ARN pequeños Nucleolares implicados procesamiento postranscripcional (la > # ARNs) III. Sintetiza varios RNA incluyendo los precursores de tRNA y los ribosomales pequeños

59 Elongación, terminación
La elongación requiere de la participación de factores de elongación y la terminación implica la liberación de la polimerasa y su desfosforilación. No se conoce tan bien como en procariotas y carece de su importancia en regulación. EL ARN inicialmente sintetizado se denomina TRANSCRITO PRIMARIO o pre-RNA y al segmento de DNA UNIDAD DE TRANSCRIPCIÓN.

60 PROCESAMIENTO DEL ARN EN EUCARIOTAS: ARNm (mensajero)
· Procesamiento del extremo 5' Adición de guanosina catalizada por la guanilil transferasa y metilación de la guanina por la guanina-7-metiltransferasa. · Procesamiento del extremo 3' La secuencia AAUAAA sirve de señal para que un complejo con actividad endonucleasa corte el ARN unas 20 bases corriente abajo (splicing). La enzima poli(A) polimerasa añade una cola poli(A) (compuesta por adenosinas) al extremo 3' . Esta cola tiene una función de protección frente a la degradación.

61 (etapa denominada “procesamiento del transcrito primario”).
En eucariontes las secuencias codificantes del DNA llamadas exones se encuentran interrumpidas por secuencias no codificantes llamadas intrones. Ambos tipos de secuencias son transcritas en mRNA, constituyendo el transcrito primario. Para poder ser traducido, deben previamente eliminarse las secuencias de intrones presentes en el transcrito primario (etapa denominada “procesamiento del transcrito primario”).

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63 ARN polimerasas en eucariotas
La ARN polimerasa III transcribe genes ARNt, genes ARNr 5S, y los restantes genes ARNnp. La ARN polimerasa II transcribe los genes codificadores de proteínas y algunos genes para ARNnp. La ARN polimerasa I transcribe los genes para los ARNr 18S, 5.8S y 28S.

64 ¡Estudien mucho!