Transcripción Flashcards
Síntesis de una cadena de RNA que representa la cadena codificante del dúplex de DNA. Proceso continuo en el núcleo de la célula eucarionte
Transcripción
La secuencia de ARN es complementaria a la cadena molde idéntica a la cadena codificante, ¿verdadero o falso?
Verdadero
Lugar de síntesis de RNA (~40nt/s) que se mantiene dentro de la RNA polimerasa que desenrolla el DNA (12-200PB)
Burbuja de transcripción
Fragmento de DNA que se expresa mediante la producción de una molécula de RNA y que comprende desde el promotor hasta el terminador
Unidad de transcripción
Secuencia de DNA requerida por la RNA polimerasa para unirse al molde y completar la fase de iniciación
Promotor
Primer par de bases que se transcribe (>90% purina)
Sitio de iniciación
El RNA se sintetiza hasta:
alcanzar el terminador
- Producto inmediato de la transcripción
- Extremos 5’ y 3’ originales
- En procariotas se degrada rápidamente (mRNA) o madura a rRNA y tRNA
- En eucariotas se modifica en los extremos (mRNA) y/o madura (todos los RNAs)
Transcrito primario
Etapas de la transcripción:
- Reconocimiento del molde
- Iniciación
- Elongación
- Terminación
Reconocimiento del molde:
- Unión de la RNA polimerasa al promotor
- Separación del dúplex de DNA
- Formación de la burbuja de transcripción
Iniciación:
- Síntesis de los primeros ~9nt del RNA
- Se presentan intentos abortivos liberando pequeños RNAs (<9nt)
- Termina cuando la enzima abandona al promotor
Elongación:
- La cadena de RNA crece
- La burbuja de transcripción se mueve
Terminación:
- Reconocimiento del terminador
- La burbuja de transcripción colapsa enseguida
Punto de adición de la última base al RNA
Terminador
En las eubacterias, ¿cuántas holoenzimas sintetizan todo el mRNA, rRNA y tRNA?
Una sola
No distingue entre promotores y otras secuencias, se une al DNA débilmente
Core o núcleo α2ββ
Se requiere para reconocer al promotor
σ
σ se libera al término de la iniciación para evitar:
que la enzima quede parada en el promotor
No reconoce al DNA evitando bloquear los promotores:
σ libre
Frecuencia de iniciación. Determinada en parte por la afinidad de la holoenzima hacia dicha secuencia
Fuerza del promotor
Frecuencia de iniciación:
1/s rRNA a 1/30 min lac
Secuencia ideal constituida por las bases que aparecen con más frecuencia en una posición determinada
Secuencia consenso del promotor
Todos los fragmentos del promotor de 60pb son secuencias consenso conservadas, ¿verdadero o falso?
Falso, sólo unos fragmentos en el promotor de 60pb lo son
Esta secuencia consenso proporciona una señal reconocible para la RNA polimerasa en procariontes
Secuencia consenso -10 TATAAT
La secuencia consenso -10 en los eucariontes es necesaria para:
que factores basales de la transcripción recluten a la RNA polimerasa, se una y complete la fase de iniciación (35% genes clase II)
Permite la conversión de la forma cerrada a abierta (dúplex de DNA desnaturalizado) del complejo:
Secuencia de consenso -35 TTGACA
Influye en la fuerza total del promotor determinando la velocidad a la que la ARN polimerasa abandona al promotor
Región +1 a +30
Las posiciones de unión de la ARN pol son las mismas en todos los promotores, aunque en algunos varíe..
la base que las ocupa
No todas las mutaciones que afectan la actividad del promotor tienen que ser sitios de contacto ya que pueden influenciar la vecindad sin contactar con la enzima, ¿v o f?
Verdadero
Los sitios de contacto inicial con la enzima son los mismos que posteriormente sirven para la interacción, ¿v o f?
Falso, no necesariamente son los mismos
La mayoría de sitios de unión a la enzima están:
Corriente arriba de -10 en la misma cara de la cadena no molde
Cada σ obliga a la RNA pol a:
iniciar la transcripción en diferentes series de promotores determinados mutuamente excluyentes
La secuencia terminadora en el DNA es difícil de determinar porque:
el 3’ puede haberse generado por corte del transcrito primario por lo que no representaría el sitio en el que termino la RNA pol
- No requiere ningún factor externo
- Requieren la formación de un tallo burbuja en el RNA transcrito
- Si el número de bases entre la región G-C y poli U es mayor de 9, la RNA pol hace una pausa
- rU-dA tiene un apareamiento mucho más débil que otro híbrido RNA-DNA
Terminadores intrínsecos
Factor auxiliar de la RNA polimerasa
Rho
- Abundantes en los genomas de los fagos
- Requiere de una secuencia de 50 a 90 bases corriente arriba del terminador, ricas en C y pobres en G
Terminadores dependientes de Rho
Rho tiene actividad:
ATPasa ARN dependiente y helicasa que separa RNA-DNA
Generan un codón de paro de la traducción e impiden la expresión de otros genes en la unidad de transcripción
Mutaciones sin sentido
Tiempo de vida media de un RNA en vertebrados
Aprox 3 horas
Ciclo de vida del mRNA procariota:
- Se traduce antes de terminar su transcripción
- Inestable (tiempo de vida media de 2 min o menos)
- Se degrada en dirección 5’ a 3’
- 5000 bases aprox, 180KDa de proteína
- mRNA aparece en 2.5 min y la proteína 30s después
Modificaciones del DNA e histonas en la transcripción de eucariotas:
- Metilación
- Acetilación
- Deiminación
- Fosforilación
- SUMOilación
- ADP ribosilación
Tipos de RNA polimerasas en eucariotas:
- RNA pol I
- RNA pol II
- RNA pol II
Transcribe genes que codifican mRNA, miRNA, snRNA en el nucleoplasma
RNA pol II
Transcribe los genes que codifican los rRNAs 18S, 5.8S y 28S en el núcleo
RNA pol I
Transcribe genes que codifican RNAt, rRNA 5S, ARNsn en el nucleoplasma
RNA pol III
Se dice que la regulación de la terminación en eucariotas:
carece de importancia
¿Cuántos genes suelen contener los RNAs eucariotas?
Suelen tener un único gen
Proteína que se necesita para el reconocimiento del molde y la iniciación de la transcripción, pero no es en sí parte de la RNA polimerasa
Factor de transcripción
Permiten que un gen responda a un factor de transcripción necesario para la iniciación. Se pueden activar con receptores que unen ligandos como las hormonas esteroideas
Elementos de respuesta reguladores en cis localizados en un promotor o enhancer
Reconocido por los factores generales quienes se unen a la RNA polimerasa constituyendo el aparato basal de transcripción
Promotor
- Pueden modificar la transcripción
- A distancia considerable del promotor
- Puntos diana para la regulación tejido y/o tiempo especifica
- Las proteínas que lo reconocen interactúan también con elementos del promotor
Enhancer
Factores de transcripción de la RNA pol III:
TFIIIA, TFIIIB, TFIIIC
Factores de transcripción de la RNA pol I:
UBF1, SL1
Factores generales de TFII
- Análogos en función de σ
- Requerido en todas las células para la transcripción de todos los genes clase II
En el aparato basal de la RNA pol III, el promotor contiene:
La caja TATA (8pb) de -37 a -25 casi idéntica a la secuencia -10 procariota (35% genes clase II)
Factores generales de TFIID:
- Lleva a cabo el reconocimiento inicial del promotor
- Contiene a TBP y TAFs
- Pueden variar para reconocer diferentes promotores
- Equivalentes a los polipéptidos que acompañan a TFIIIB y SL1, en TFIIID puede variar
- Algunos son homólogos de H3 y H4
TAFs (Factores Asociados a TPB, -11)
A diferencia de todas las demás proteínas conocidas, esta se une al DNA en el surco menor
TPB (proteína de unión a la caja TATA)
TBP curva el DNA en la caja TATA unos…
80° ampliando el surco menor
Impide la interacción DNA-TBP al inicio de la transcripción ya que en las secuencias ricas en AT los surcos menores miran hacia adentro
El nucleosoma
Subunidades de TFIIF:
- RAP74→Helicasa ATP dependiente
- RAP38→Une a la RNA pol II
Permiten el movimiento alejándose del promotor en el aparato basal de la RNA pol II
TFIIE, TFIU y TFIIH
La mayoría de los TFII se liberan antes de que la RNA pol II abandone el promotor, ¿verdadero o falso?
Verdadero
ATPasa, helicasa y cinasa que fosforila el CTD de la RNA pol II
TFIIH
En la fosforilación del CTD la enzima:
abandona el promotor
Dominio carboxilo terminal de la subunidad más grande de la RNA pol II
CTD (10 subunidades)
Genes en eucariotas superiores son:
Discontinuos
Es una ribonucleoproteína, comprende el premRNA y todo el material transcrito por la RNA pol II de amplia distribución de tamaños
hnRNA (RNA heteronuclear)
Procesos metabólicos indispensables para la existencia de toda célula:
Genes de expresión constitutiva y/o adaptativa
Genes que codifican sistemas enzimáticos del metabolismo básico celular se expresan a un nivel constante en todas las células y condiciones de un mismo organismo en todo momento, de manera continua
Genes de expresión constitutivos (housekeeping)
Los genes de expresión constitutivos son el resultado de:
La interacción entre el RNA pol y el promotor, sin necesidad de regulación adicional
Genes que codifican sistemas enzimáticos necesarios solo en determinadas situaciones, se expresan diferencialmente cuándo la célula se adapta a una determinada situación ambiental
Genes de expresión adaptativos
Proceso que elimina los intrones
Splicing
Grupo autocatalítico. Bacterias, eucariotas inferiores
Eliminación de intrones grupo I
Grupo autocatalítico. Bacterias, Mitocondria
Eliminación de intrones grupo II
Spliceosoma. GT-AG principalmente y AT-AC (1/10000)
Eliminación de intrones grupo nucleares
No requieren del complejo aparato de empalmes ya que tienen información que les permite adoptar estructuras particulares autocatalíticas
Autocatalíticos
Complejo de RNAs y proteínas que realiza la maduración del ARNm. Su complejidad permite un número mayor de sustratos potenciales
Spliceosoma
Todos lo intrones, a excepción de los pre-tRNAs nucleares se escinden por:
reacciones de transesterificación, aunque los componentes catalíticos sean distintos
En los puntos de empalme del splicing…
- No hay homología extensa entre los dos extremos del intrón
- GT … AG 100% conservadas
- Región consenso dentro del intrón necesaria para identificar el punto de empalme 3’
- 18-40nt corriente arriba del punto de empalme
Punto de ramificación, splicing
El empalme se realiza a través de:
un lazo (Lariat)
El empalme se produce en 2 fases, ¿cuáles son?
- Corte en el 5’ del intrón
- Corte en el 3’ del intrón
Corte en el 5’ del intrón
- El exón en 5’ se separa
- El intrón-exón a la derecha forma un lazo en el que el 5’ se une en 2’ a una base dentro del intrón en el sitio de ramificación
Corte en el 3’ del intrón
- Libera el intrón libre en forma de lazo
- El exón derecho queda empalmado al izquierdo
La unión 5’ exón-intrón es atacada por un 2’-OH de la A conservada del sitio de ramificación dentro del intrón o una G
Primera reacción de los intrones
3’-OH libre en el extremo del exón liberado ataca a su vez la unión 3’ intrón-exón
Segunda reacción de los intrones
Cuerpo de gran tamaño equivalente a una subunidad ribosómica
Spliceosoma
Los componentes del spliceosoma unen:
secuencias consenso antes de que se produzca ninguna reacción
snRNPs del spliceosoma
U1, U2, U5, U4, U6
En conjunto en todas las snRNPs participan ¿cuántas proteínas?
~40
Tiene apareamiento de bases con el sitio de empalme 5’
snRNA U1
Comprende el uso diferencial de uniones de empalme.
Splicing alternativo
Maduración de los tRNAs
- Eliminación de nucleótidos 5’ y 3’ por la RNAasa P y la RNAasa D
- Eliminación de intrones
- Adición del 3’CCA por la tRNA nucleotidil transferasa
- Modificación de algunas bases
En la eliminación de intrones del tRNA no hay:
reacciones de transesterificación
Actividades enzimáticas dispuestas en diferentes dominios funcionales de una única proteína:
- Fosfodiesterasa (nucleasa)
- Polinucleótido cinasa
- Adenilato sintetasa (ligasa)
Terminación de la transcripción de la RNA pol I
- Único precursor 45S que contiene las secuencias de los rRNAs (28S, 5.8S, 18S)
- A más de 1000 pb corriente abajo del extremo 3’ maduro
Terminación de la transcripción de la RNA pol II
- A más de 1000pb corriente abajo del extremo 3’ maduro
- Se desconoce la naturaleza de los puntos de terminación
- Extremo 3’ se genera por ruptura seguida de poliadenilación
Terminación de la transcripción de RNA pol III
Similar a la terminación intrínseca de bacterias
Dónde se localiza la secuencia AAUAAA:
11 a 30 nucleótidos corriente arriba del punto de adición de la poli (A) en 3’
Su longitud determina la duración y controla la degradación del mRNA
Poliadenilación
Une aproximadamente 200 residuos de A
Poli (A) polimerasa
PABP:
Proteína de unión a la poli A, se une cada 10-20 bases
La poliadenilación es necesaria para:
La iniciación de la traducción
No están poliadenilados y su terminación depende del snRNA U7 por apareamiento de bases
mRNAs de histonas
- Múltiples copias por orgánulo
- Mayor en plantas que en animales (10-150x)
- 16,500pb en animales, representa 10^-5 el genoma nuclear
Genoma mitocondrial
Genoma mitocondrial en animales
- 2rRNAs (12S y 16S), tRNAs y 14 proteínas
- Ausencia notable de secuencias reguladoras
En los transcritos mitocondriales se transcriben…
ambas cadenas a partir de una sola región promotora en cada hebra
En los transcritos mitocondriales se produce dos RNAs gigantes:
- Hebra H (pesada)
- Hebra L (ligera)
2 rRNAs, 14 tRNAs y 10 mRNAs
Hebra H
8 tRNAs, 3 mRNAs. El 90% restante es degradado
Hebra L
No se presentan en transcritos mitocondriales en humanos ni en bacterias (ancestros de la mitocondria) pero si en algunas plantas y hongos:
Intrones
Proteínas importadas del citosol, constituyen la mayor parte del orgánulo
Proteínas reguladoras de la expresión de genes mitocondriales
Todas las proteínas son exportadas de las mitocondrias al citosol, ¿verdadero o falso?
Falso, ninguna proteína es exportada desde las mitocondrias al citosol
Los mitorribosomas animales son:
55S. rRNAs 12S y 16S
La mitocondria lleva a cabo los procesos completos de:
Replicación, transcripción y traducción
La replicación del DNA mitocondrial solo es durante la fase S del ciclo celular, ¿v o f?
Falso
Los genes mitocondriales codifican principalmente para:
proteínas de membrana interna que forman complejos con proteínas en el genoma celular
Contienen varias subunidades codificadas por el núcleo específicas de tejido
Complejos enzimáticos respiratorios de la membrana interna de mamíferos
La gran mayoría de los genes que codifican las proteínas mitocondriales actualmente se hayan en:
el núcleo celular
Que explica la evolución del genoma mitocondrial
El por qué algunos genes del núcleo se parecen más a genes bacterianos
Secuencias de DNA no codificante del genoma nuclear parecen ser de origen
mitocondrial reciente
