3. Transcripción Flashcards
Dirección de síntesis de RNA
La síntesis de RNA se da 5’-3’ por la RNA polimerasa
Genes constitutivos y facultativos:
Genes constitutivos: siempre prendidos
Genes facultativos: se prenden o se apagan dependiendo de la señalización
Región promotora de la transcripción
-15, -35. Son regiones conservadoras donde se pega la RNA polimerasa
Región reguladora de la transcripción
Se dan tanto en cascadas río arriba como en río abajo.
Son enhancers o silencers
Quién abre el DNA en la transcripción
La misma RNA polimerasa
Iniciación de la transcripción
La RNA polimerasa reconoce a la región promotora, se une y se abre el DNA. Se genera la burbuja de transcripción y se da la iniciación.
Se mueve de la región promotora, se elonga hasta que llega a la región de término y se acaba
RNA polimerasa en bacterias, archaea y eucariotes
Bacterias: subunidad β y β’. A estas subunidades están unidas las subunidades αI y αII. ω está unido a β’.
Archaea: Subunidad A’/A’’ y B. A la subunidad A’/A’’ están unidas las subunidades K,E,F,H. A la subunidad B están unidas: L,D,N,P,X.
Eucariotes: Subunidad 1 y 2. A la subunidad 1 está unida la 4,5,6,7,8. A la subunidad 2 está unida la 3, 9,10,11,12.
¿Cuántas RNA polimerasas hay?
En bacterias 1.
En eucariotes 3.
¿Cuántas DNA polimerasas hay?
En bacterias 3.
En eucariotes 17.
En eucariontes: RNA polimerasa I, II y III. Funciones
RNA polimerasa I: Transcripción de RNA ribosomal
RNA polimerasa II: transcripción de RNA mensajero (IMPORTANTE)
RNa polimerasa III: transcripción de miRNA y tRNA
Estructura de una RNA polimerasa
Tiene: pared, puente, tunel, poro. Clamp, zipper, tapa. Mandíbula, rudder. Magnesio
El DNA entra por la mandíbula, el rudder lo separa. Los nucleótidos de RNA entran por el túnel y poro, se unen al magnesio en el puente y ahí se confirma que es el adecuado, de ahí sale el RNA y el DNA por la tapa, y el zipper une de regreso el DNA.
Factores asociados a la RNA polimerasa tipo II
- TFIIA: estabiliza la unión entre la proteína de unión a TATA y el factor TFIIB
- TFIIB: reconoce a la región promotora, estabiliza el complejo temprano de transcripción
- TFIID: Importante en la TBP, TAFs. Reconoce a la región promotora, dobla al DNA. Interactúa con factores reguladores
- TFIIE: recluta a TFIIH
- TFIIF: suprime unión a DNA no específico. Captura la hebra no templada durante el melting
- TFIIH: desenrrolla la región promotora de ADN, fosforila la CTD
Región promotora en bacterias
Caja TATA en -10, caja en -35. Son regiones promotoras. Factor sigma 4 (-35) y 2 (-10).
Estos son los factores sigma primarios
Hay factores sigma alternativos en las mismas regiones, pero variables.
Regiones en células eucariotas en la transcripción
Regiones promotoras: Caja TATA en -25, Caja en -75.
Regiones reguladoras (UAS, silencer, enhancer, etc): en -100 a -3,000.
Estructura del gen en el DNA para la transcripción
Enhancer, cajas CAAT y GC y TATA en la región promotora
Cap site, proteína de señalización de inicio, intrones, proteína de paro, señal de adición de PoliA, sitio de poliadenilación
En dónde se une el TFIIB
En BRE: TFIIB recognition element, que está por detrás de la caja TATA, en -37 a -32.
Región promotora río abajo
Está en +28 a +32
Lugar de señalización para el complejo de iniciación de la transcripción
-2 a +4
Complejo de preiniciación
Se unen los factoires TFIIB al BRE y el TFIID (TAFs y TBP) a la caja TATA
De ahí se une la RNA polimerasa II, y se unen los factores TFIIF, TFIIE y TFIIH para estabilizar el complejo
Proteínas mediadoras de la transcripción
Empujan a la RNA polimerasa a unirse al DNA.
Son enzimas modificadoras de histonas, enzimas remodeladoras del nucleosoma, y otras enzimas
Proteínas mediadoras de la transcripción en gen rRNA, RNA polimerasa I
Se une la TBP y el SL1 a la caja TATA, y se unen 2 UBF a la UCE (caja más atrás)
Proteínas mediadoras de la transcripción en gen de tRNA, RNA polimerasa III
Se une TFIIIC a la caja A y C. Más arriba se une la TBP y el TFIIIB
Proteínas mediadoras de la transcripción en gen de 5S RNA, RNA polimerasa III
Se une TFIIIC a la caja A y C. Más arriba se une la TBP y el TFIIIB
Por debajo de la caja A y C se une la TF IIIA
Respuesta abortiva
Se une la RNA polimerasa al complejo cerrado. Se abre y empieza el complejo de iniciación.
La respuesta abortiva se da porque el complejo empieza río arriba de donde se da la iniciación, entonces tira los primeros RNA
Inicia normal, el factor sigma forma un loop 3.2 en el ADN, se remueve la región promotora transcrita y ya se empieza el complejo de elongación de la transcripción
¿Cómo funciona un factor activador de la transcripción?
Se une a la región enhancer, hace que el ADN se doble y este factror promueve que se una la RNA polimerasa a la región de inicio de la transcripción
Elongación de la transcripción
La misma RNA polimerasa continúa con este proceso de añadir nucleótidos a la hebra de RNA, formando una burbuja de transcripción
Factores de elongación de la transcripción
- TFIIS: escisión de la transcripción, suprime la pausa
- ELL: interrumpe la interacción entre TBP y TFIIB (alteración en leucemia mieloide aguda)
- CSB: suprime la pausa (alterada en el sx de Cockayne, asociado con un defecto en la reparación por escisión de nucleótidos)
- Elongins ABC: fosforilan el CTD de la subunidad Rpb1de la RNA polimerasa III (funciona en conjunto con HIV Tat, alterada en VIH)
- NELF, DSIF: factor negativo de elongación, promueve pausas (implicado el el sx de Wolf-Hirschhorn)
- Complejo de elongación: ayuda en la elongación (Elp1-6) a través de la cromatina, contiene una subunidad histona acetiltransferasa
Para qué sirven los factores de elongación
Ayudan a que continúe la transcripción cuando está la polimerasa atascada
Qué se necesita para que continúe la elongación
Para que la elongación continúe es necessario remover los nucleosomas
Quién sabe cómo se quitan
Terminación de la transcripción
La RNA polimerasa reconoce la señalización de la terminación de la cola 3’. Se corta, se libera el transcripto y se libera la polimerasa del DNA
La poli-A polimerasa pone la cola de poli A.
La exonucleasa corta la información demás.
La ribonucleasa es la que digiere el RNA sobrante.
Regulación de la transcripción
Se da por enhancers río arriba o río abajo. Estos promueven que se doble el DNA con las proteínas arquitectas que se unen a DNA, y se forme el complejo de iniciación de la transcripción
A estos enhancers se puede unir un coactivador para prenderlos o un correpresor para apagarlos
Maduración del mRNA
Primero se cortan los extremos, después se da el splicing
Se agrega el 5’cap y el poli-A
Se edita: hay inserción o deleción de bases. Puede haber también modificación de bases
Capping
Se agrega 7-CH3-GUANOSINA 5’-5. Se forma un enlace 5’-5. Protege de la respuesta inmune.
Pasos: se remueve un fosfato del extremo 5’, se añade un GMP, se metila la guanina añadida. El enlace es 5’-5
Splicing
Removimiento de intrones para que sólo queden los exones.
Lo que se hace es que se forma un enlace entre el OH del extremo 3’ de un exón con el fosfato del extremo 5’ de otro exón
Intrones de tipo I y II
Intrones I: utilizan una guanina exógena, que se mete en un extremo del intrón, queda separado y después el extremo libre del exón se une con el extremo unido del otro exón, dejando unidos a los exones y libre al intrón con una guanina
Intrones II: se une una gunina con un uracilo a lado de una guanina, esto causa que quede un loop y un extremo libre. Se unen los exones y queda el intrón libre con loop
Splicingsoma
Es un complejo que ayuda a hacer el splicing:
Se une la U1 en un extremo y en el otro se une BBP, U2AF65y35
U2 sustituye a BBP
U4, U5, U6 desplazan a U2AF65 y U2AF35
Se forma un complejo, se libera U1 y U4, queda un loop con el intrón
Se unen los exones y se libera el intrón
Función de los snRNA en el splicing del mRNA
sn = small nuclear
- U1: se une en el extremo 5’ del intrón
- U2: se une en el sitio de ramificación en el intrón
- U4: ayuda a formar el splicingsoma
- U5: se une en el extremo 3’ del intrón
- U6 desplaza a U1 después del primer rearreglo
Splicing alternativo
Depende de los exones que se queden en el gen
Ej: alfa troponina T se queda con 1,2,3,5
beta troponina T se queda con 1,2,4,5
¿De qué depende el splicing alternativo?
Depende del tipo celular, que al transcrito se unen represores o activadores y causan que cambie el splicing
Cómo se protege al mRNA
Se unen proteínas en el núcleo para protegerlas y que puedan salir al citoplasma, una vez fuera ya se separan las proteínas
Relación del ciclo circadiano con la expresión génica
El estímulo de luz del ciclo circadiano causa la liberación endócrina de distintos factores, también dependiendo de si está activo o descansando, si comiste o estás en ayunas
Cajas que responden a ciclos circadianos
E-box
Esquema circulito de los TTFL
Los TTFL primarios son BMAL1 y CLOCK, que se unen a la E-BOX (que responde a los ciclos), esto causa que se active Per1/2/3, Cry 1/2, CCGs, Ror α/β, Rev-erb α/β.
Se activa PER y CRY, se unen e inhiben a BMAL1 y a CLOCK
Se activa Rev-erb y ROR α/β, éstas inhiben a RORE
TTFL primarios: RORE que produce Bmal 1 y tiene los mismos efectos que los TTFL primarios
TTFL adicionales: BMAL1, CLOCK, D-BOX. producen Dbp, Hlf, Tef
Genoma regulado por los ciclos circadianos
20% del genoma se regula por ciclos circadianos
p53 suprime la transcripción de PER 2 mediada por CLOCK:BMAL1
CLOCK:BMAL1 produce WEE-1, que produce Cyclin B1 y CDC 2, que produce la transición de G2 a M en el ciclo celular
CLOCK:BMAL1 produce PER1 y CRY, que producen PER1, Chk2 y ATM (feedback negativo), esto causa que se repare el ADN, se frene el ciclo celular o se vaya a apoptosis
CLOCK:BMAL1 produce Ciclina D1 y c-MYC, que promueve la proliferación y diferenciación celular
Otros factores regulados por ciclos circadianos (luz, disponibilidad de comida y temperatura)
La luz estimula al núcleo supraquiasmático.
Luz, por retina y córnea y piel
Temperatura: HSP, HSE que produce Per
Comida: afecta al hígado
