Síntesis de ARN Objetivos: Explicar el proceso de síntesis de ARN. Diferenciar entre el proceso de...
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Síntesis de ARNObjetivos:
•Explicar el proceso de síntesis de ARN.•Diferenciar entre el proceso de síntesis del ARN, de células bacterianas y eucariotas.•Comparar los procesamientos de los ARNm, ARNt y ARNr entre las células procariotas y eucariotas.•Interpretar los mecanismos de regulación del proceso de transcripción en eucariótas
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Unidad estructural
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Síntesis de la molécula de ARN
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ARNm
ARNr
ARNtTres tipos de ARNs implicados en la síntesis de proteínas
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Dogma central de la biología molecular
• El ADN dirige la síntesis de ARN, que luego conducirá la de proteínas
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Transcripción
Consiste en la síntesis de ARN tomando como molde ADN.
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Características y elementos de la Transcripción
Características de la transcripción:
1. Complementariedad
2. Dirección
3. Asimetría de la transcripción
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ARNpolimerasa y transcripción
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Transcripción
Secuencia de origen
“PROMOTOR”
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Transcripción mediante la ARNpol de E coli
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Terminación de la transcripción
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Esquema general de transcripción en PROCARIOTAS ADN
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Conceptos de regulación
Control positivo: Se dice que un sistema está bajo control positivo cuando el producto del gen regulador activa la expresión de los genes, actúa como un activador.
Control negativo: Se dice que un sistema está bajo control negativo cuando el producto del gen regulador reprime o impide la expresión de los genes, actúa como un represor.
Sistemas enzimáticos constitutivos: Enzimas codificados por genes constitutivos, es decir que se expresan continuamente; necesarias para el metabolismo básico celular.
Sistemas enzimáticos adaptativos: Se denominan así porque se expresan cuando la célula se adapta a una determinada situación ambiental.
Sistemas inducibles: Cuando el sustrato sobre el que va actuar la enzima provoca la síntesis de la enzima. Al efecto del sustrato se le denomina inducción positiva.
Sistemas represibles: cuando el producto final de la reacción que cataliza el enzima impide la síntesis de la misma. Este fenómeno recibe el nombre de inducción negativa. Al compuesto que impide la síntesis del enzima se le denomina correpresor.
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REGULACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN
EN PROCARIOTAS:
Regulación negativa: Operón lactosa (Lac).
Regulación positiva: Operón lac por la C6H12O6 .
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Francois Jacob Jacques Monod (1961) (1965) Premio Nobel
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OPERÓN: Grupo de genes adyacentes transcritos como un único ARN.
Genes policistrónicoso poligénicos
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Elementos de control cis y trans
Operón Lac: Es un sistema inducible que está bajo control negativo, de manera
que la proteína reguladora, producto del gen regulador i, es un represor que impide la expresión de los genes estructurales en ausencia del inductor.
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Operón Lac: Es un sistema INDUCIBLE
Sistemas inducibles: cuando el sustrato sobre el que va actuar la enzima provoca la síntesis de la enzima. (inducción positiva)
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Control positivo de la transcripción
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Elementos que intervienen en la regulación de la expresión génica en bacterias. Elementos del Operón.
Elementos de control en Cis
Promotor
Operador
Moléculas difusiblesProteínas reguladoras
Inductores
Genes EstructuralesCodifican para polipéptidos
Gen reguladorCodifica para proteína reguladora
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Transcripción en Eucariotas
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ARNpolimerasa en Eucariota y Factores de Transcripción.
• ARNpol II: Sintetiza precursores de ARNm
• ARNpol I: Sintetiza precursores de ARNr que se procesa en: 28S, 18S y 5.8S
• ARNpol III: Sintetiza ARNt, ARNr 5S y una colección completa de ARNns estables.
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ARNpol II y síntesis de ARNm
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FT + ARNpol II ARNm
Complejo de transcripción
de la ARNpol II
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TFIID (D): Con una proteína de unión a TATA (TBP)
TFIIB (B)TFIIF (F)TFIIE (E)TFIIH (H)
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Secuencia promotora: Caja TATA (TATA box):
25 a 30n antes del sitio de inicio de transcripción
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Complejo de transcripción de la ARNpol II
D
B
ARNpol y F
E y H
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Transcripción por las ARNpol I
Las tres Polimerasas reconocen distintos tipos de Promotores.
F T común de unión al promotor “TBP”
ARNpol I: Pre ARNr 45S
ARNr 18S
ARNr 28 S
ARNr 5.8 S
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Gen de ARNr
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Secuencia promotora reconocida por 2 FT: UBF y SL1
Mutantes TBP
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Transcripción de los genes por la pol III
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ARNpol III
ARNt
ARNr 5S
Algunos ARNns implicados en el corte y empalme y transporte de proteínas
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Transcripción de los genes por la Pol III
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Procesamiento y maduración de los ARNs
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Procesamiento del ARNr
Pre-ARNr 45S
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Intervención ARNsno U3, U8 y U22 con proteínas = RNPsno.
Procesamiento ARNr
U8
U22U3,
Eucariotas
ProcariotasARNt producto de un transcritoDe pre-ARNr
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Compuesta por ARN
Sidney Altman 1983ARN de ARNasaP tiene actividad catalítica
ARNasa P: RIBOZIMA
Procesamiento del ARNt
Adición de una secuencia terminal CCA
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Procesamiento ARNm en Eucariotas
(1977)
P. A. SharpR. J. Roberts
Premio Nobel en 1993
ARNm sintetizado en el núcleo es ampliamente modificado entes de salir al citoplasma.
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Las secuencias codificantes de la mayoría de los genes eucarióticos están interrumpidas por secuencias no codificantes “INTRONES” que son escindidas en el procesamiento del ARNm
1977
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Splicing
Corte y empalme in vitro
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Maduración del ARNm
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1er paso: modificación del extremo 5´ Adición de la caperuza 7
metilguanosina.
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AAA(200) residuos A
ARNm
2do paso: formación del extremo 3´: poliadenilaciónpoliadenilación
ARN-hn.
Poli A-polimerasa
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¿Cómo ocurre el procesamiento del ARNm?
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Corte y empalme de ARNm
2 pasos
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COMPLEJOS DENOMINADOS ESPLICEOSOMAS
Compuestos de proteínas y ARNns
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Ensamblaje del espliceosoma
Esción del intrón y empalmado de los exones
Formación del intermediario con estructura de lazo
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Unión del ARNsn U1 al sitio de corte 5´
ARNn U1
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Autoprocesamiento 1981
T. Cech Premio Nobel 1989
INTRÓN: Ribozima
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Regulación de la transcripción en eucariotas
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Expresión de los genes es controlada a nivel de la inición y elongación.
Control está ejercido por proteínas que se unen a secuencias específicas modulando actividad de la ARNpol.
Transcripción limitada por el empaquetamiento del ADN en cromatina
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Secuencias de regulación en Cis
1. Los Promotores:
CCAAT GGCGG TATA Inr
2. Estimuladores y Enhancers:
Secuencias a aproximadamente 200 pb y a 10Kb respectivamente del inicio de transcripción.
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Formación de bucles en el ADN
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•Proteínas de regulación transcripcionalActivadores
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Acción de represores eucarióticos
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Relación entre cromatina y la transcripción
Acetilación y Desacetilación Fosforilación Metilación HMGN Factores remodeladores del nucleosoma Factores de elongación (reclutan histonas
acetiltransferasas).|
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Relación entre cromatina y la transcripción