III. Material genético. b. Composición y estructura del RNA.

Transcripción

1 III. Material genético b. Composición y estructura del RNA.

2 RNA (ácido ribonucléico) Polímero de nucleótidos La pentosa de los nucleótidos es la Ribosa: en la posición 2' del anillo del azúcar hay un grupo hidroxilo (OH) libre Polímero monohebra de ribonucleótidos Químicamente más inestable que el DNA Se hidroliza fácilmente en disolución acuosa Presenta Adenina, Guanina, Citosina y Uracilo Mucho más abundante que el DNA en la célula RNA DNA

3 El RNA participa como intermediario en la síntesis de proteínas al leer la secuencia de DNA, interpretarla, transportar la señal y traducirla en una secuencia de péptidos. Trascripción Traducción Replicación RNA polimerasa

4 Qué es la transcripción? En este proceso, un complejo enzimático, sintetiza una hebra de RNA que tiene una secuencia de bases complementaria a una zona del DNA que se ha leído. En la transcripción no se copia todo el cromosoma como en la replicación, tan solo una sección de él. Los productos principales de la transcripción son tres tipos de RNA: RNAm, RNAt y RNAr. No obstante, el transcrito que contiene la información de secuencias de bases para la síntesis proteica es el RNAm.

5 Las RNA polimerasas Las RNA polimerasas son complejos grandes de proteínas funcionales (enzimas), formadas por 12 subunidades. Se conocen tres tipos de RNA polimerasas en eucariotas: RNA polimerasa I (RNA Pol I): Transcribe los genes de las moléculas RNAr de tipo 28 S, 18 S, y 5.8 S (en nucleolo). Es la RNA polimerasa con mayor actividad en las células. RNA polimerasa II (RNA Pol II; RNAP II): Transcribe los genes que codifican para proteínas en forma de RNAm (en nucleoplasma). RNA polimerasa III (RNA Pol III): Transcribe todos los genes de las moléculas de RNAt, los genes de las moléculas de RNAr del tipo 5 S, así como los genes de las moléculas de RNA pequeño o RNAs (en nucleoplasma). En procariotas existe un solo tipo de RNA polimerasa.

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7 RNA: Es el ácido nucleico más abundante en la célula, y puede purificarse fácilmente. Una célula típica contiene 10 veces más RNA que DNA. RNAt: Las moleculas de RNA de transferencia tienen entre 75 y 90 nucleótidos, y su peso molecular es de unos daltones. Se conocen unos 60 RNAt distintos, y se encuentran en todas las células. Intervienen en la síntesis de proteínas, ya que van unidos a un aminoácido. Pueden presentar nucleótidos poco usuales (ácido pseudouridílico, ácido inosílico) e incluso bases características del DNA como la timina. Constituyen aproximadamente el 15% del ARN celular total RNAr: El RNA ribosómico está presente en los ribosomas, orgánulos intracelulares implicados en la síntesis de proteínas. Este ácido ribonucleico se sintetiza en el nucleolo y constituyen el 80% del RNA celular total y participan en la estructura de los ribosomas Ribosoma Subunidad Pequeña Subunidad Grande Procariota (70 S) Eucariota (80 S) 30 S (RNAr 16 S, además 21 proteínas) 40 S (RNAr 18 S, además 30 proteínas) 50 S (RNAr s 23 S y 5 S, además 35 proteínas) 60 S (RNAr s 28 S, 5.8 S y 5 S, además 45 proteínas)

8 RNAm: El RNA mensajero es de tamaño variable, dependiendo del tamaño del péptido que codifica. Cada célula produce pequeñas cantidades de miles de mensajeros diferentes, que serán traducidos a proteínas que la célula requiere. Muchos RNAm son comunes en todas las células, codificando para los llamados genes o proteínas de mantenimiento ("housekeeping" proteins). Por otro lado, y en respuesta a los procesos de diferenciación celular, hay RNAm s que son específicos para cierto tipo de células. En el caso de los ARNm eucarióticos, cada ARNm contiene información sólo para una cadena polipeptídica, de ahí que se hayan designado monocistrónicos, mientras que en los procariotas, el ARNm puede existir en forma de moléculas policistrónicas (cada RNAm codifica para mas de un gen). En el citoplasma, los ARNm van a tener una duración relativamente corta, determinada, en parte, por las necesidades concretas de la célula. Se ha observado que algunos ARNm son sintetizados y almacenados en un estado inactivo o latente en el citoplasma, preparados para dar una respuesta rápida en la síntesis proteica. Ver tabla de tipos y características de los ARN celulares

9 Qué es la traducción? Proceso en el que la información transcrita del DNA a RNA (RNAm) es interpretada por el complejo de síntesis proteica (ribosomas o poliribosomas formados de RNAr). Esta interpretación consiste en incorporar, uno a uno, los aminoácidos específicos (transportado por un RNAt) de acuerdo a la secuencia codificada durante la transcripción. De esta manera, una secuencia específica de ribonucleótidos se traduce en una secuencia específica de aminoácidos que conforman una proteína en particular.

10 Los aminoácidos son transportados hacia el sitio de síntesis en los ribosomas. La molécula responsable de es te transporte es el RNA de transferencia (RNAt) (Brazo aceptor) (Brazo TΨC) Ψ, pseudouridina Cuando el RNAt esta cargado con su correspondiente aa, se llama aminoacil RNAt. (Brazo extra) Los aa de los RNAt cargados por la aminoacil- RNAt sitetasa (hay 20 diferentes).

11 Cada tipo de RNAt es producto de un gen distinto y acarrea (en su extremo 3 ) uno de los 20 aminoácidos (así que la, mayoría de los aminoácidos tienen mas de un RNAt responsable de su transferencia). Tienen entre nucleótidos, diferencias en brazo D y brazo extra. Regiones complementarias hacen que tengan estructura terciaria de doble hélice. Las regiones no complementarias forman 3 loops o burbujas. En la burbuja o loop central, 3 bases no apareadas forman el anticodon. El apareamiento correcto de bases entre el anticodon y el codon (en la cadena de RNAm), permite la transferencia del aminoácido adecuado a la cadena peptidica en crecimiento.

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13 El RNA ribosomal (RNAr), sintetizado en el organizador nucleolar, junto con cierto tipo de proteínas estructurales constituyen a los ribosomas. Las subunidades ribosomales se distinguen por el tipo de RNAr que los compone. Las diferencias principales están asociadas a su tamaño, por lo que pueden ser caracterizados por su coeficiente de sedimentación (S = Coeficiente de sedimentación de Svedrup)

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19 El RNA heterogéneo nuclear (hnrna) se conoce también como transcrito primario y es la cadena cruda de RNA que posteriormente será procesada en otros tipos de RNA.

20 El transcrito primario (hnrna) es editado o modificado con la participación de una serie de ribonucleoproteínas nucleares, cortando partes de la señal y haciendo por tanto que la traducción quede limitada a solo parte de la cadena transcrita originalmente. Estas modificaciones tienen por objeto aumentar la vida media de estas moléculas en el citoplasma.

21 Dogma Central de la Biología Molecular

22 Principales Diferencias en la Transcripción y Traducción entre Procariotas y Eucariotas