1104_GTE2013

Report
TRANSCRIPCIÓN EN
EUCARIOTAS
Verónica Fernández Mancebo
2013
TRANSCRIPCIÓN:
•Es la síntesis de una cadena de ARN
•Representa a una de las hebras de ADN (hebra codificante)
y es complementaria a la que le sirvió como molde
Diferencias para recordar
PROCARIOTAS
MOLÉCULAS
conteniendo el
material genético
por Organismo
Ubicación del
material genético
(ADN)
Copias del material
genético
Transcripción y
Traducción
Intrones en los
genes
UNA UNICA
MOLECULA
(genóforo)
LIBRE EN EL
CITOSOL
(nucleoide)
HAPLOIDES
(UNA UNICA
COPIA)
EUCARIOTAS
VARIOS (HASTA 190)
(cromosomas)
DENTRO DEL NUCLEO
FORMANDO LA CROMATINA
(ADN-PROT)
MAYORIA DIPLOIDES (DOS
COPIAS DE CADA CROMOSOMA)
TRANSCRIPCION EN EL
ACOPLADAS NUCLEO Y
TRADUCCION EN EL
EN EL CITOSOL
CITOPLASMA
SI,
NO
INTERRUPEN LOS EXONES
Repasando…
CROMATINA
Complejo de ADN-proteínas
Proteínas -> histonas (peq ricas en K y R)
->no-histonas (polimerasas, factores de transcr, etc.)
Nucleosoma
Unidad estructural repetida que forma
la cromatina
(146pb que envuelve un octámero de
histomas)
Los nucleosomas se
conectan por
espaciadores de ADN que
se llaman ADN de unión
o internucleosoma
Los nucleosomas
compactan el ADN
eucariota, en varias
veces su tamaño,
permitiendo que quepa
en el núcleo del al
células
Heterocromatina
Eucromatina (transcripción)
Síntesis de ARN en eucariotas:
•ARN polimerasas (I, II y III)
•Utiliza promotores y tiene un importante uso de
“enhancers” (potenciadores)
•Factores de transcripción (interaccionan con ADN y
otros factores)
•Poca regulación en el punto de terminación
•Los ARN transcriptos primarios son ampliamente
procesados
La síntesis comienza cuando la ARN-polimerasa
se ubica en el punto de inicio (Inr)
5’
3’
Promotor
-1
Unidad de transcripción
3’
5’
+1 (Inr)
upstream
(-)
downstream
(+)
EXPRESIÓN
ADN
ARN maduro
ARN transcripto primario
transcripción
Procesamiento
En eucariotas existen 3 ARN-polimerasas nucleares
ARN pol I
ARN pol II
ARN pol III
ARN polimerasa I
•Transcribe ARN ribosomal (nucleolo)
•Está formada por 13 subunidades
•Necesita la acción de 2 elementos de control (UCE y Core)
Punto de inicio
–170
–150
–130
–110
Upstream control element
–60
–40 –20 –10 +10 +20
Core promoter
UBF1
UBF1
SL1
?
Existen muchas (cientos) copias de la unidad de transcripción
(todos el mismo promotor)
•Sintetiza el 80-90% del ARN total de una célula
•Produce un único ARN transcripto primario
Procesamiento del pre-rRNA
•Los cortes son en lugares específicos en una secuencia específica
•Parece estar ayudada/catalizada por ARN pequeños nucleolares (snoARNs).
•snoRNAs se asocian a proteínas (snoRNP) (ej. fibrillarina)
Metilaciones (Met):
• Sufre varias metilaciones Por ej
18S: 4Met
• Posiciones conservadas de los
metilos (en determinadas
ribosas).
5S: sintetizado por ARNpol-III (nucleoplasma)
no sufre modificaciones
migra hacia el nucleolo para ensamblarse
ARN polimerasa III
•Transcribe ARN pequeños (5S, tARNs y snARN) (nucleoplasma)
•Está formado por 14 subunidades
•Es la polimerasa con menor producción de ARN
•Los promotores pueden estar tanto en la región 5’ (snARN) como 3’ (5S y tARN)
•Los internos: tipo 1 y 2
3’
Punto de inicio
A
Tipo 1
Tipo 2
5’
A
Oct
PSE
TATA
C
B
Requiere de varios tipos de factores como TFIII-A, TFIII-B y TFIII-C
TIPO 2 (ej alg tARN)
TIPO 1 (ej 5S)
Punto de inicio
Punto de inicio
A
A
C
TFIIIA
TFIIIC
TFIIIC
TFIIIB
TBP
TFIIIB
TFIIIB
TFIIIB
TBP
B
TFIIIC
Procesamiento del pre-tRNA
(ARN pol III)
Intrones
*Una endonucleasa corta en los extremos.
Se producen dos medias-moléculas de
tRNA [5’OH y 3’PO4 cíclico (2’-3’)]
*La reacción de la ligasa de tARN, tiene
lugar en tres pasos:
a)Fosforilación del 5’OH con el gammaPO4 del GTP.
b)Formación
de
un
intermediario
activado de la ligasa (ligasa-AMP)
que transfiere el AMP cíclico al
5’PO4 del sustrato.
c)El PO4 cíclico se abre dando 2’PO4 y
3’OH. Se da la formación del 5’-3’fosfodiester y el AMP cíclico se libera.
*La fosfotransferasa dependiente de NAD
(nicotinamida
adenina
dinucleótido)
transfiere el 2’PO4 al NAD
Extremo 5’: endonucleasa ribonucleasa P (RNasa P) (enzima-RNP)
Extremo 3’: Cambio de U del extremo por CCA (3’ )
Codón de Tyr
5’-UAC-3’
Anticodón
5’-GUA-3’
•Agregado de grupos
metilos e isopentilos
a residuos de purinas
•Metilación de los
2’OH de la ribosa
•Conversión de U a residuos de dihidro-U (D),
pseudo-U (Ψ) o ribotimidinas (T, metiluridinas)
ARN POLIMERASA II
•Transcribe los genes estructurales (prot) a ARNm (y hnARN) (nucleoplasma).
Es la enzima que transcribe la más diversa población de ARNs.
•Múltiples subunidades
•Se observan 3 grupos de promotores: genéricos, específicos e inducibles.
•Promotores genéricos: secuencia mínima necesaria con la cual la polimerasa
puede iniciar la transcripción. No depende de secuencias reguladas por tejidos.
Son de baja eficiencia
•Al menos 8 factores de transcripción (TFII A,B,C,D,E,F,H,J)
•Condiciones generales para la síntesis de ARN
Inr (región iniciadora) puede ser descrita como Py2CAPy5
TATA box: secuencia consenso de 8pb a unos ~25pb, rodeado de secuencias
ricas en GC. Lo contienen la gran mayoría de los promotores. Se une
TFIID/TBP
TAF: TBP-associated factors
TATA
Punto de inicio
P
P
P
TFAs
TFIIA
P
P
P
TFIIB
P [YSPTSPS]n
TFIIF
ARN Polimerasa II
TFIIH
TFIIJ
TFIIE
Las proteínas del
potenciador se unen a las
del promotor induciendo
la transcripción
Procesamiento del pre-mARN
La caperuza
-Implica una condensación de un grupo trifosfato y varias
metilaciones.
-Juega un importante papel en la iniciación de la síntesis de la
proteína
-Protege al ARNm de
la degración mientras
se está sintetizando el
transcripto
-Involucrado en
exportación ARNm al
citoplasma
CAP
cap0
GTP-Met +
*
+ pp + p
cap1
cap2
La cola de poli(A)
1)Da estabilidad al ARNm en el citoplasma
2)Colabora con la exportación del ARNm
3)Está implicada en la traducción
4)Consecuencia práctica (purificación)
5)Excepción: las histonas
Complejo actuante: CPSF, CstF, CF (I yII), PAP y PABP.
Remoción de los intrones
(corte-empalme o “Splicing”)
-Las reacciones son por transesterificación
-La remoción de los intrones no es secuencial.
-Involucra partículas de snRNP y otros factores independientes
Formación del
“spliceosoma”
U1: ARN pequeño
nuclear (snARN)
que forma parte de
la partícula snRNP
U1, que reconoce el
sitio donante (sitio
5’ de “splicing”)
“Splicing” alternativo
1) Un solo ADN que utiliza
diferentes puntos de inicio y
finalización de la transcripción,
alterando el patrón de “splicing”
2) Existe un solo transcripto de
ARN que es empalmado de más
de una manera. Los exones son
sustituidos, agregados o
ignorados.
“Splicing” alternativo
Diferenciación sexual en Drosophila
La diferenciación sexual en la
mosca de la fruta, está
regulada por una proteína
llamada “sex-lethal” (sxl).
El embrión hembra expresa la
proteína Sxl funcional
mientras que en los embriones
machos expresan una proteína
Sxl no-funcional.
“Trans-splicing” - Agregado de SL
*La secuencia lider (SL) provee un
exon extra en el 5’ del transcripto
*Es el mismo mecanismo que en el
cis-splicing por transesterificación
(pero se genera una molécula de
ARN con forma de “Y”)
*Esencial en Trypanosoma
- La región que codifica para la SL es
muy parecida al U1 (que falta)
- Cap 4 (2,2,7-trimetil guanosina y
están metilados los 4 nts sgtes)
*Trans-splicing alternativo (LYT1:
nuclear y secretada)
“Editado” del ARNm
Ejemplo en mamíferos con la proteína ApoB.
-No hay evidencia que exista otro gen u otro exón
-Aparentemente el cambio ocurre por una desaminación (C U),
por lo que podría estar involucrada una citosina desaminasa
Editado usando ARN guías
Mecanismo
Esencial para Trypanosomátidos
Resumen:
•ARN polimerasas y esquema de sus promotores
•Procesamiento de los pre-ARNr
•Modificaciones en los pre-ARNt
•Maduración de los pre-ARNm:
•Cap
•poli(A)
•cis splicing (simple, alternativo)
•trans splicing
•Editado
•Esquema de los controles en la expresión génica
¿Preguntas?
¿Dudas?

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