Flujo de información en la célula

Transcripción

1 1 Flujo de información en la célula

2 Transcripción Proceso de síntesis de ARN dirigido por el ADN. Una hebra es copiada (hebra molde) Relacionado con expresión génica Algunas regiones que se transcriben no son traducidas a proteínas (ARNr, ARNt, ARNpn) Proceso similar a replicación 2

3 Diferencias con replicación: Uso de ribonucleótidos Uracilo por Timina Adición de nucleótidos por RNA Polimerasa Formación temporal de un duplex ADN-ARN El producto es de cadena simple 3

4 Tipos de ARN Propiedades comunes: Todos son producidos por transcripción Todos cumplen un papel en la síntesis proteica Generalmente con estructuras secundarias y terciarias complejas 4

5 ARN celulares, abundancia y función 6 % 80% 10% 4 % La transcripción está fuertemente regulada. Apenas un 0.01% de los genes se está expresando en una célula eucariota en un momento dado. 5

6 Características de la transcripción Dirigido por una ARN Polimerasa Una hebra de ADN sirve de molde La enzima no requiere cebador La enzima elonga una cadena en dirección 5`-3` Formación de enlace 3-5 fosfodiéster La síntesis sólo se inicia en secuencias específicas llamadas promotores Desenrollamiento parcial del ADN 6

7 Nomenclatura transcripcional Una hebra de ADN sirve de molde (hebra molde) El transcripto es igual a la hebra codificante y complementario a la hebra molde (Sense) CCTTACTTACTGTTACGCCG GGAATGCCTGACAATGCGGC (Antisense) CCUUACUUACUGUUACGCCG 7

8 ARN polimerasa bacteriana Única ARNpolimerasa bacteriana. Multímero de varias subunidades. Subunidad σ70 se une a secuencias específicas en las posiciones 10 y 35 del promotor. La subunidad α queda en posición upstream. Las subunidades β y β se asocian con el sitio de inicio. El sitio de inicio de la transcripción es +1. Downstream = Dirección de la transcripción. 8

9 9 Promotores bacterianos

10 Modelo de la ARN Polimerasa bacteriana El modelo muestra la interacción de la holoenzima con el promotor formando el complejo abierto. Hebra molde en gris 10

11 El proceso de la transcripción 11

12 Transcripción en bacterias: iniciación 1. Reconocimiento de la hebra molde Unión de la polimerasa al promotor (Formación de un complejo cerrado). Formación de una burbuja de ADN de cadena simple (complejo abierto). 2. Iniciación Síntesis de los primeros 9 o 10 nucleótidos. Varios eventos abortivos, donde el ARN es liberado. Pasado este punto (10 nucleótidos) se libera sigma y comienza la elongación. 12

13 Transcripción en bacterias: elongación Varios eventos abortivos, donde el ARN es liberado. Pasado este punto (10 nucleótidos) se libera sigma y comienza la elongación. Adición de nucleótidos al extremo 3 hidroxilo de la cadena creciente. 13

14 Terminación transcripcional en bacterias Reconocimiento de señales particulares que indican donde terminar la síntesis. La burbuja de transcripción se desestabiliza y colapsa liberándose el ARN. Rho independiente bucle autocomplementario Rho dependiente proteína Rho se une al ARN 14

15 Diferencias entre la transcripción procariota y eucariota ARNm policistrónico transcripción y traducción acopladas ARN Polimerasa única ARNm monocistrónico transcripción y procesamiento acoplados 3 ARN Polimerasas diferentes 15

16 ARN polimerasas eucariotas INCAPACES DE RECONOCER EL PROMOTOR Polimerasa localización genes transcritos inhibición por a-amanitina Pol I nucleolo ARNr insensible Pol II nucleoplasma ARNm, ARNpn muy sensible Pol III nucleoplasma ARNt, ARNr 5S sensible 16

17 La polimerasa II eucariota es similar a la bacteriana... 17

18 ...aunque más compleja 18

19 Proteínas ARN Polimerasas Transcripción en eucariotas Factores de Transcripción Modificadores Polimerasa II Factores generales Factores específicos Modificadores 19 Señales Promotores Potenciadores

20 Iniciación en eucariotas Todas las polimerasas eucariotas necesitan Factores Transcripcionales basales para reconocer los promotores e iniciar la transcripción 20

21 Promotores regulados eucariotas Secuencias de reconocimiento específico para Factores de Transcripción Estructura modular 21

22 Factores transcripcionales Proteínas de unión a sitios específicos de AND. Se asocian a Promotores y potenciadores. Estructura modular: dominios de unión al ADN dominios de activación 22

23 Los Factores Transcripcionales son proteínas de unión al ADN Reconocen secuencias específicas en promotores y potenciadores. Se ensamblan cooperativamente sobre el ADN mediante interacciones proteína-proteína. 23

24 Potenciadores Activación de la Transcripción. Potenciadores (enhancers) reguladores en cis. Función a distancia. Independientemente de orientación. Sitios de union a factores de transcripción. 24

25 Los factores de transcripción específicos colaboran en el ensamblado del complejo de iniciación Factores específicos colaboran para colocar los Factores basales en el promotor y éstos posicionan las polimerasas. 25

26 Existen activadores, represores y mediadores Mayoría de los genes regulados por factores transcripcionales múltiples 26

27 Los factores basales se ensamblan secuencialmente y posicionan la ARN polimerasa 27

28 Elongación en eucariotas, el papel del CTD CTD- CARBOXI TERMINAL DOMAIN de la RNA Polimerasa II c/repetidos de 7 péptidos (26-52aa). Únicos a pol II. Su fosforilación es esencial para la elongación. La fosforilación depende de uno de los factores generales. 28

29 El ciclo transcripcional eucariota 29