T.11 La transcripción de la RNA Pol II (títol)

Initiation

• RNA polymerase II (Pol II) initiation involves the assembly of a pre-initiation complex (PIC) at the promoter region
• The PIC consists of:
  • RNA Pol II
  • General transcription factors (GTFs):
    • TFIID (binds to the TATA box)
    • TFIIA (stabilizes TFIID binding)
    • TFIIB (recruits Pol II)
    • TFIIE (recruits TFIIH)
    • TFIIH (has kinase and helicase activities)
• The PIC is stabilized by the binding of transcription factors to specific DNA sequences

Elongation

• After initiation, Pol II escapes the promoter and begins transcribing the gene
• Elongation involves the addition of nucleotides to the growing RNA chain
• Pol II pausing and backtracking can occur, allowing for proofreading and editing of the transcript
• Elongation factors, such as P-TEFb, can stimulate transcription elongation

Transcriptional Regulation

• Transcriptional regulation involves the control of gene expression in response to cellular signals
• Regulation can occur at the initiation or elongation stages
• Transcriptional regulators, such as transcription factors, can activate or repress gene expression
• Regulation can also occur through epigenetic modifications, such as DNA methylation and histone modifications

Transcription Factors

• Transcription factors are proteins that bind to specific DNA sequences to regulate gene expression
• They can act as activators or repressors of transcription
• Transcription factors can be classified into different families based on their DNA-binding domains
• Examples of transcription factors include:
  • Sp1 (binds to GC-rich regions)
  • NF-κB (binds to κB sites)
  • AP-1 (binds to TRE sites)

RNA Processing

• RNA processing involves the modification of the primary transcript to form mature RNA
• Steps involved in RNA processing:
  1. Capping: the addition of a 7-methylguanosine cap to the 5' end of the RNA
  2. Splicing: the removal of introns and joining of exons
  3. Polyadenylation: the addition of a poly(A) tail to the 3' end of the RNA
  4. Editing: the modification of specific nucleotides within the RNA
• RNA processing is critical for the formation of mature RNA molecules that can be translated into protein

Iniciación de la Transcripción

• La ARN Pol II se une a la región promotora, reconocida por factores de transcripción específicos.
• La región promotora se encuentra típicamente upstream del gen.
• La ARN Pol II, factores de transcripción y otras proteínas se unen para formar el complejo de pre-iniciación.
• El complejo de pre-iniciación es necesario para la iniciación de la transcripción.

Desenrollamiento del DNA

• La doble hélice del DNA se desenrolla, y la cadena template se hace disponible para la transcripción.

Elongación de la Transcripción

• La ARN Pol II lee la cadena template y empareja los nucleótidos entrantes según las reglas de emparejamiento de bases.
• El RNA se sintetiza en la dirección 5' a 3'.
• La ARN Pol II puede sintetizar largas cadenas de RNA sin disociarse de la plantilla de DNA.
• La factor de procesividad ayuda a mantener la interacción entre la ARN Pol II y la plantilla de DNA.
• La ARN Pol II puede pausar en sitios específicos en la plantilla de DNA, permitiendo la regulación de la transcripción.

Terminación de la Transcripción

• La ARN Pol II reconoce la secuencia del terminador, que es típicamente una región rica en GC.
• La secuencia del terminador señala el final de la unidad de transcripción.
• El transcrito de RNA se libera de la ARN Pol II, y la enzima se disocia de la plantilla de DNA.
• Proteínas como Rho y NusA ayudan a facilitar la terminación de la transcripción.

Modificaciones Postranscripcionales

• Un nucleótido especializado, llamado tapón, se agrega al extremo 5' del transcrito de RNA.
• El tapón ayuda a proteger el RNA de la degradación y facilita la iniciación de la traducción.
• Los intrones (regiones no codificantes) se eliminan, y los exones (regiones codificantes) se unen.
• La poliadenilación agrega una larga cadena de nucleótidos de adenina al extremo 3' del transcrito de RNA.
• Esto ayuda a estabilizar el RNA y facilita la iniciación de la traducción.

Regulación de la Expresión Génica

• La regulación de la transcripción se logra a través de la unión de factores de transcripción a secuencias de DNA específicas.
• La regulación epigenética se logra a través de cambios heredables en la función génica que ocurren sin un cambio en la secuencia de DNA subyacente.
• La regulación postranscripcional se logra a través del control de la estabilidad del mRNA, la traducción y la localización.
• Esto se logra a través de la acción de microARNs, proteínas de unión a RNA y otros mecanismos.