Los genes se expresan con diferente eficiencia

Transcripción

1 De ADN a proteína

2 Los genes se expresan con diferente eficiencia

3 El mecanismo de transcripción

4 Diferentes clases de ARN s

5 Transcripción en bacterias

6 La cadena codificante tiene la misma secuencia que el transcrito

7 Initiation The promoter functions as a recognition site for transcription factors The transcription factors enable RNA polymerase to bind to the promoter forming a closed promoter complex Following binding, the DNA is denatured into a bubble known as the open promoter complex, or simply an open complex Elongation RNA polymerase slides along the DNA in an open complex to synthesize the RNA transcript Termination A termination signal is reached that causes RNA polymerase to dissociated from the DNA

8 Promotor: secuencias de ADN que es reconocida por la ARN polimerasa y proteínas asociadas a ella para iniciar la transcripción purina

9 Carácterísticas del promotor

10 Los promotores tienen orientación

11 La dirección de la transcripción de los genes puede variar en el cromosoma

12 La ARN polimerasa es la encargada de copiar el ADN

13 Factores sigma (σ)

14 Existen diferentes estados en la iniciación

15 Elongación de la cadena

16 Terminación de la transcripción terminadores intrínsecos ρ-independent termination is facilitated by two sequences in the RNA 1. A uracil-rich sequence located at the 3 end of the RNA 2. A stem-loop structure upstream of the Us U RNA -A DNA hydrogen bonds are very weak NusA Stabilizes the RNA pol pausing No protein is required to physically remove the RNA from the DNA

17 terminadores dependientes de Rho rho utilization site sitios rut Rho protein is a helicase Note: This is an intrastrand RNA:RNA interaction (folding stabilized by H- bonding of A-U and C-G)

18 Mensajes policistrónicos

19 Estructura de los mrna

20 Transcripción en eucariontes

21 ARN polimerasas Structure of a bacterial RNA polymerase Structure of a eukaryotic RNA polymerase II

22 Diferentes tipos de ARN polimerasas

23 Los promotores eucariontes también tienen sitios consenso Generalmente una adenina El núcleo del promotor es relativamente corto consiste de la caja TATA, quién es importante para determinar el sitio preciso del inicio de la transcripción El núcleo del promotor por sí mismo produce una transcripción de bajo nivel conocida como transcripción basal

24 Transcripción basal

25 A close complex TFIIH plays a major role in the formation of the open complex It has several subunits that perform different functions One subunit hydrolyzes ATP and phosphorylates a domain in RNA pol II known as the carboxyl terminal domain (CTD) This releases the contact between TFIIB and RNA pol II Other subunits act as helicases Promote the formation of the open complex Released after the open complex is formed RNA pol II can now proceed to the elongation stage

26 Factores de transcripción

27 Proteínas activadoras de la transcripción

28 Procesamiento del ARN

29 Adición del CAP 1) La fosfatasa remueve un fosfato del 5 2) Una guanil transferasa agrega GMP 3) Una metil transferasa agrega un grupo metilo

30 Identificación experimental de los intrones RNA displacement loop mrna cannot hybridize to this region because the intron has been spliced out from the mrna

31 Vista al microscopio electrónico Hybridization caused the formation of two R loops, separated by a doublestranded DNA region

32 Se puede deducir el número de intrones

33 Intrones del grupo I y II (autocatálisis)

34 En eucariontes la transcripción de genes estructurales produce un transcrito largo conocido como pre-mrna También RNA heterogéneo nuclear (hnrna) Este RNA es alterado por corte y otras modificaciones antes de salir del núcleo El corte requiere de la ayuda de un multicomponente estructural conocido como spliceosome

35 Existen secuencias específicas en los límites exón-intrón

36 Moléculas de ARN-proteína (snrnp) son las responsables del corte Intron loops out and exons brought closer together

37 Intron will be degraded and the snrnps used again

38

39

40 Puede existir corte alternativo en los genes

41 El corte alternativo puede producir varias isoformas a partir de un gen

42 Terminación (Poliadenilación)

43 El ARN es cortado y la enzima Poli-A polimerasa (PAP) agrega A s

44 Proteínas de unión al poli-a se unen al extremo 3 hasta que el mensaje sale del núcleo

45

46 procariontes Procesamiento del ARNr

47 eucariontes

48 Otros tipos de ARNs pequeños ayudan en la metilación

49 El nucleolo es el lugar de síntesis de ARNr y ribosomas

50 Modificación química de bases

51

52 Procesamiento de ARNt en procariontes La RNAasa P, una endonucleasa que reconoce la conformación del extremo 5 corta un grupo de nucleótidos dejando este extremo en su forma final. La RNAasa P es una ribonucleoproteína formada por un RNA de 377 nucleótidos y una proteína de 20 KDa. En este complejo la acción catalítica la aporta el RNA. Es posible que la RNAasa P actúe antes que la transcripción culmine. En el extremo 3 actúa una endonucleasa no caracterizada que elimina un grupo de bases, después una exonucleasa, la RNAsa D elimina los restantes nucleótidos. El triplete CCA característico de estas moléculas es añadido por una RNAt nucleotidil tranferasa

53 Procesamiento del ARNt en eucariontes La modificación de los extremos 5 y 3 de estas moléculas de RNAt en eucariontes ocurre de manera muy similar al de bacterias. El triplete CCA del extremo 3 no está codificado por el gen en cuestión sino que es añadido posteriormente por otras enzimas. En las moléculas de RNAt eucariotas se encuentran las mismas bases modificadas aunque en menor medida. Estas, al igual que en procariontes tienen una posición fija y se encuentran en zonas de no apareamiento de la molécula. En los organismos eucariotas la existencia de genes fragmentados implica un evento adicional en el procesamiento de los RNAt, la eliminación de intrones.

54 Procesamiento del intron en los ARNt en eucariontes Una endonucleasa corta en los sitios donde hay protuberancias y una ARN ligasa sella esos cortes

55 INHIBIDORES DE LA TRANSCRIPCIÓN ACTINOMICINA D y ACRIDINA: inhiben la elongación. Se intercalan en el DNA entre sucesivos pares GC, deformando la doble hélice, impidiendo el avance de la RNA polimerasa. RIFAMPICINA: antibiótico que se une a la subunidad β de la RNA polimerasa bacteriana, impidiendo el inicio de la transcripción. α-amanitina: inhibidor específico de la transcripción en eucariotas. Tóxico veneno producido por el hongo Amanita phalloides. Bloquea la síntesis de mrnas por la Pol II y a altas concentraciones a Pol III. NO AFECTA A LA RNA POLIMERASA BACTERIANA.

56 Las rifamicinas son antibióticos producidos por Streptomyces mediterranei, con buena actividad contra bacterias Gram-positivas y contra Mycobacterium tuberculosis. Su mecanismo de acción estriba en la inhibición del inicio de la transcripción, uniéndose de modo no covalente a la subunidad ß de la ARN polimerasa bacteriana.

57 α-amanitina Es un octapéptido bicíclico que se obtiene del hongo Amanita phalloides. Inhibe la transcripción de la RNA polimerasa II eucarionte.

58 Inhibidores de la transcripción + N H Acridina L-Pro Sar L-meVal L-Pro Sar L-meVal Actinomicina D Se intercala entre bases G y C D-Val L-Thr O O D-Val O L-Thr C C O N NH 2 O O CH 3 CH 3

59 Reacción de corte en la unión exón-intrón