T8a) - Transcripción ARN

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Questions and Answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el ARN mensajero (ARNm) es correcta?

El ARNm forma parte de la estructura de los ribosomas.

El ARNm se utiliza principalmente para la replicación del ADN.

El ARNm transfiere aminoácidos a la cadena polipeptídica en crecimiento.

El ARNm codifica la secuencia de aminoácidos de un solo polipéptido. (correct)

¿Qué función tiene el ARN de transferencia (ARNt) durante la síntesis de proteínas?

Codifica la información genética para las proteínas.

Lee la información del ARNm y transfiere el aminoácido correspondiente. (correct)

Forma parte de los ribosomas y facilita la unión de los ARNm.

Participa en la replicación del ADN.

En el proceso de transcripción, ¿cuál es la característica principal que lo diferencia de la replicación del ADN?

Se copian todos los genes del cromosoma.

Se utiliza el ARN como molde.

Se requiere un cebador para iniciar la síntesis.

Sólamente una de las hebras de ADN sirve de molde. (correct)

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los intrones es correcta?

Los intrones son secuencias no codificantes presentes en genes eucariotas. Signup and view all the answers

¿Cuál es la dirección en la que se sintetiza el ARN durante la transcripción?

5’ → 3’ Signup and view all the answers

¿Qué tipo de ARN forma parte de los ribosomas y tiene una función estructural?

ARN ribosómico (ARNr) Signup and view all the answers

Durante la transcripción, ¿qué ocurre en la fase de elongación?

Se sintetiza el ARN complementario al molde de ADN. Signup and view all the answers

¿Cuál es una función principal del ARN ribosómico (ARNr)?

Formar parte de la estructura y función de los ribosomas. Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes factores altera la función del promotor?

La distancia entre las secuencias consenso Signup and view all the answers

¿Qué sucede después de que se sintetizan los primeros 8 o 9 nucleótidos durante la transcripción?

La subunidad σ es liberada Signup and view all the answers

¿Cuál es la composición de la unión del promotor en la iniciación de la transcripción?

Un complejo cerrado donde el ADN promotor no está desenrollado Signup and view all the answers

¿Cuál es el papel del factor NusA durante la elongación de la transcripción?

Desplazar la subunidad σ de la ARN polimerasa Signup and view all the answers

¿Qué implica el espaciado entre las secuencias consenso en un promotor bacteriano?

Es esencial para la efectividad del inicio transcripcional Signup and view all the answers

¿Qué determina el nivel de expresión basal de los genes en E. coli?

La secuencia del promotor Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor el ciclo σ en la transcripción?

Un factor σ puede unirse a la ARN polimerasa para iniciar un nuevo ciclo Signup and view all the answers

¿Cuántas subunidades σ se han identificado en E. coli?

Siete subunidades distintas Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal de las diferentes subunidades σ en E. coli?

Coordinar la expresión de conjuntos de genes ante cambios fisiológicos Signup and view all the answers

¿Qué sucede con el promotor del choque térmico en E. coli cuando se sustituye σ70 por σ32?

Solo se activa después de un aumento brusco de temperatura Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta sobre la síntesis de ARN en procariotas?

Ciertas secuencias de ADN inducen una pausa en la síntesis Signup and view all the answers

En el modelo de la ARN polimerasa durante la fase de elongación, ¿cuál es el papel del sitio activo?

Es donde se produce la elongación del ARN Signup and view all the answers

¿Cuál es una de las características de la señal de terminación independiente de ρ?

Contiene residuos AAA en la hebra molde Signup and view all the answers

¿Qué ocurre si una ARN polimerasa libera un transcrito prematuramente?

Debe comenzar la síntesis de un nuevo ARN Signup and view all the answers

¿Qué elemento contiene típicamente un terminador dependiente de ρ?

Secuencia rica en CA Signup and view all the answers

¿Qué función cumple la proteína ρ durante la terminación dependiente de ρ?

Facilita la liberación del transcrito Signup and view all the answers

¿Cómo afecta la horquilla en el proceso de terminación independiente de ρ?

Desorganiza interacciones entre ARN y ARN polimerasa Signup and view all the answers

¿Cuál es el proceso de migración de la proteína ρ?

De 5’ a 3’ del ARN Signup and view all the answers

¿Qué aspecto de la transcripción puede ser regulado?

Cualquiera de las etapas Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta sobre la actividad de la proteína ρ?

Posee actividad ARN-ADN helicasa dependiente de ATP Signup and view all the answers

En la terminación independiente de ρ, ¿qué sucede en la horquilla?

Se interrumpen las uniones A-U Signup and view all the answers

¿Cuál es la dirección de síntesis del ARN durante el proceso de transcripción?

5'→3' Signup and view all the answers

¿Qué papel tiene el grupo 3'-OH en la síntesis de ARN?

Actúa como nucleófilo. Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la ARN polimerasa es correcta?

No necesita un primer para iniciar la síntesis. Signup and view all the answers

¿Qué interviene en la selección del nucleótido durante la transcripción?

Interacciones de apareamiento de bases de Watson y Crick. Signup and view all the answers

¿Qué sucede con la burbuja de transcripción durante la elongación?

Mantiene unos 17 pb desenrollados. Signup and view all the answers

¿Cuál es la velocidad de elongación de la ARN polimerasa durante la transcripción?

50-90 nucleótidos/s Signup and view all the answers

¿Cuál es la función de las topoisomerasas en el proceso de transcripción?

Eliminar las vueltas superhelicoidales positivas. Signup and view all the answers

¿Qué ocurre con el ARN después de que se aparea temporalmente con el ADN molde?

Se despega y se restablece el dúplex de ADN. Signup and view all the answers

¿Cuál es el efecto de la falta de actividad exonucleasa 3'-5' en la ARN polimerasa?

Aumenta la tasa de error en la síntesis. Signup and view all the answers

¿Qué tipo de doble hélice se forma durante la transcripción?

Doble hélice híbrida ARN-ADN. Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal de los activadores en la transcripción eucariota?

Facilitar la unión de la polimerasa o una etapa del inicio Signup and view all the answers

¿Cuál ARN polimerasa es responsable de la síntesis de ARNm?

ARN polimerasa II Signup and view all the answers

¿Qué estructura se une primero en el proceso de transcripción en eucariotas?

Los factores de transcripción antes de la ARN polimerasa Signup and view all the answers

¿Qué características comparten los promotores reconocidos por la ARN polimerasa II?

Tienen secuencias específicas y comunes Signup and view all the answers

¿Qué componente forma la cola carboxilo terminal en la ARN polimerasa II?

Múltiples repeticiones de una secuencia de siete aminoácidos Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes proteínas se une a la caja TATA durante el proceso de transcripción?

TBP Signup and view all the answers

¿Qué tipo de ARN es sintetizado por la ARN polimerasa III?

ARN de transferencia Signup and view all the answers

¿Qué factor es crucial para la formación del complejo de transcripción activo?

Los factores de transcripción Signup and view all the answers

Study Notes

Metabolismo del ARN

El ARN desempeña funciones de almacenamiento, transmisión de información y catálisis (funcional).
La transcripción es el proceso por el cual segmentos de ADN producen cadenas de ARN complementarias. Este proceso tiene lugar en ADN de doble cadena, con excepción de los genomas de ARN de ciertos virus.
La maduración del ARN es un proceso posterior a la transcripción que implica modificaciones en el ARN.

Terminología

Un gen es un segmento de ADN (a veces ARN) que contiene la información necesaria para sintetizar un producto biológico funcional, como una proteína o ARN específico.
Los genes eucariotas tienen una estructura compleja compuesta de exones (codificantes) e intrones (no codificantes).
Las secuencias de aminoácidos en una proteína están codificadas por los exones.

Clases de ARN

ARN mensajero (ARNm): este codifica la secuencia de aminoácidos de uno o más polipéptidos.
ARN de transferencia (ARNt): este lee la información del ARNm y transfiere el aminoácido adecuado a la cadena polipeptídica en crecimiento.
ARN ribosómico (ARNr): forma parte de los ribosomas.
Otros ARN especializados tienen función reguladora y catalítica. Son precursores de otros ARN.

Replicación vs. Transcripción

Replicación: Copia el cromosoma entero. La dirección de la síntesis es 5'→3'. Requiere cebador. Las dos hebras de ADN sirven de molde.
Transcripción: Solo transcribe genes o grupos de genes determinados. La dirección de la síntesis es 5'→3'. No requiere cebador. Solo una de las hebras de ADN sirve de molde.

Transcripción por la ARN polimerasa

Requiere un molde de ADN de una hebra, ATP, GTP, UTP, CTP, Mg2+ y Zn2+ (cofactores).
La dirección de la síntesis es 5'→3'.
El mecanismo catalítico es similar al de las ADN polimerasas.
El grupo 3'-OH actúa como nucleófilo, facilitando el desplazamiento del PPi y el ataque por el grupo 3'-OH.
Selección del nucleótido por apareamiento de bases de Watson y Crick (A-U, G-C).
La nueva cadena de ARN se aparea temporalmente con el ADN molde (doble hélice híbrida ARN-ADN ~8 bp).

Burbuja de transcripción

La ARN polimerasa mantiene unos 17 pb desenrollados en la burbuja de la transcripción.
La velocidad de elongación es de 50-90 nucleótidos por segundo.
No existe actividad exonucleasa 3'→5'. El movimiento de las burbujas de transcripción provoca rotación de las hebras de ADN, provocando vueltas superhelicoidales.

Cadenas molde y no molde del ADN

La secuencia codificante de un gen puede estar en cualquiera de las dos hebras del cromosoma.
La secuencia en la hebra no molde es idéntica a la del transcrito de ARN pero cambiando T → U.

ARN polimerasa de E. coli

Enzima compleja que tiene 6 subunidades, donde 5 son el núcleo y 1 es σ.
La subunidad σ se une transitoriamente y dirige el núcleo de la enzima hacia sitios específicos del ADN.
Existen diferentes holoenzimas según el tipo de subunidad σ.
La holoenzima σ70 es la más común.

Promotores

Secuencias específicas del ADN donde se une la ARN polimerasa.
Promotores de E. coli están entre -70 y +30, con secuencias consenso en -10 (TATAAT) y -35 (TTGACA).
La presencia de la secuencia (UP) entre -40 y -60, rica en A y T, estimula la transcripción.
Existen promotores típicos de E. coli, que la holoenzima que contiene σ70 reconoce.

Iniciación (Transcripción)

Unión e inicio
Se forma un complejo cerrado (ADN no desenrollado).
Se forma un complejo abierto donde una región de 12-15 pb se desenrolla cerca de la secuencia -10.
Se incia la transcripción dentro del complejo abierto (la subunidad σ se libera).
La polimerasa abandona el promotor para elongar el ARN.

Ciclo σ

La proteína NusA se une al ARN pol y compite con la subunidad σ, desplazándola.
Al completarse el proceso, se disocia NusA y la ARN polimerasa se separa del ADN.
Un factor σ (por ejemplo, σ70 u otro) se puede unir a la E para iniciar un nuevo ciclo de transcripción.

7 subunidades σ diferentes en E. coli

Las subunidades σ tienen funciones únicas dentro de las distintas holoenzimas.

Promotores bacterianos

La eficacia de unión y de inicio de la transcripción depende de la presencia y espaciamiento de las secuencias consenso.
Los cambios en las secuencias -35 y -10 alteran la función del promotor, afectando la unión de la ARN polimerasa y el inicio de la transcripción.
Las secuencias promotoras determinan el nivel de expresión basal de los genes.

Terminación (Transcripción)

Hay terminación independiente de p (caracterizada por regiones autocomplementarias en el transcrito de ARN y residuos AAA-UUUU en la hebra molde).
Hay terminación dependiente de p. La proteína p se une, migra y facilita la disociación del ARN y la ARN polimerasa.

Terminadores dependientes de p

Carecen de AAA en la hebra molde y a veces contienen elementos ricos en CA.
La proteína ρ se une, migra y facilita la disociación del ARN y la ARN polimerasa.

Regulación de la transcripción

La transcripción está regulada para suministrar los productos génicos en las proporciones requeridas.
La regulación se puede dar en cualquiera de las etapas de la transcripción.
La regulación preferente se da en la unión de la polimerasa y las etapas de inicio.
La regulación se puede realizar a través de diferencias en la secuencia del promotor o proteínas (activadores y represores) que se unen a secuencias próximas o alejadas del promotor.
Se incluye el ejemplo de las proteínas activadoras y represoras como la proteína receptora de AMPc y el represor Lac.

ARN polimerasas eucariotas

Hay 3 tipos de ARN polimerasas (I, II, III).
ARN polimerasa I: sintetiza rangos de ARN prerribosómico.
ARN polimerasa II: sintetiza ARNm y ARN especializados (que reconocen miles de promotores con secuencias diferentes).
ARN polimerasa III: sintetiza ARNt, ARNr 5S y ARN especializados. En las tres ARN polimerasas eucariotas se encuentran secuencias reguladoras localizadas tanto dentro como fuera del gen.

ARN polimerasa II

Tiene 12 subunidades.
La subunidad grande, RBP1, tiene un dominio carboxilo terminal (CTD).
El dominio CTD tiene varias repeticiones (1-200) de la secuencia YSPTSPS, y se regula a través de la fosforilación.

Transcripción en eucariotas

Requiere múltiples proteínas para formar el complejo de transcripción activo.
Existe fosforilación de Pol II en el dominio CTD por parte de TFIIH durante la iniciación.
Existen varios factores de transcripción específicos para Pol II.

Proceso de la transcripción (eucariotas) (en detalle)

Unión de la ARN polimerasa y factores de transcripción
Se une TBP (proteína de unión a TATA) a la caja TATA del promotor.
TFIIB y otros factores se unen al complejo.
La ARN polimerasa se une al complejo.
Se forma el complejo abierto gracias a TFIIH y una hélice de ADN.
Se incia la transcripción.
La polimerasa abandona el promotor.
TFIIH y TFIIE se separan.

Proceso de transcripción (elongación)

El factor TFIIF permanece asociado para potenciar la actividad de la ARN polimerasa.
Suprimen pausas.
Coordinan la interacción entre complejos responsables de la maduración postranscripcional del ARNm.

Factores de elongación

Se da la fosforilación de Pol II dentro del CTD.

Proceso de transcripción (Terminación y liberación)

ARN polimerasa I: parecido a dependiente de rho.
ARN polimerasa III: parecido a independiente de rho.
ARN polimerasa II: acoplado a la maduración del ARN, proteína Rat1.

Inhibidores de la ARN polimerasa

Actinomicina D y Acridina intercalan en pares G-C consecutivos del ADN, causando la deformación y bloqueando el desplazamiento de la ARN polimerasa.
Rifampicina se une a la subunidad ẞ de ARN polimerasa bacteriana, inhibiendo el desalojo del promotor.
α-Amanitina bloquea la ARN polimerasa II. Con concentraciones altas también bloquea la ARN polimerasa III.

Otras funciones de TFIIH

La reparación del ADN es más eficiente en los genes transcritos.
Un componente esencial del complejo autónomo de reparación por escisión de nucleótidos.
TFIIH está involucrado en el síndrome de Cockayne. Es un error en la vía que repara lesiones por rayos UV en genes activos.

Regulación de la transcripción en eucariotas

Proceso complejo mediado por proteínas reguladoras que interactúan con factores de transcripción y ARN polimerasa.

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Description

Este cuestionario abarca conceptos clave sobre el ARN mensajero, el ARN de transferencia y el ARN ribosómico en el contexto de la síntesis de proteínas. Responde preguntas sobre la transcripción y las funciones de diferentes tipos de ARN. Ideal para estudiantes de biología que deseen profundizar en este tema importante.

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