Replicación en Bacterias - Material de Examen 1B PDF

Replicación en Bacterias - Proceso de Replicación Figura 11.4: Resumen del proceso de replicación en bacterias. Síntesis comienza en el origen de replicación. Cromosoma bacteriano tiene un solo origen. La replicación es bidireccional Las horquillas de replicación se encuentran finalmente en el lado...

Replicación en Bacterias - Proceso de Replicación Figura 11.4: Resumen del proceso de replicación en bacterias. Síntesis comienza en el origen de replicación. Cromosoma bacteriano tiene un solo origen. La replicación es bidireccional Las horquillas de replicación se encuentran finalmente en el lado opuesto del cromosoma. Final de replicación origen donde Separan M se -l 1 ↓ final de replicación bidireccional Replicación Bacteriana: Inicio nucleotidos > Organizados - Origen de replicación en E. coli es una secuencia de bases que se conoce como oriC (¨Origin of Chromosomal Replication¨) En oriC hay tres tipos de secuencias funcionales: Exclusi Procariota Regiones ricas en AT Rompen Puentes de hidrógenos ↑ DNA) Proteina DnaA (No Cajas DnaA -Secuencia 2 Romper Sitios de metilación GATC Terminación Figura 11.5 = de nucleotidos es de toda la molécula del Puentes de Y hidrogeno ricas en en Cadenas Adeninay Timina Organización de OriC La replicación es iniciada por la unión de proteínas DnaA a la secuencias DnaA Su unión estimula la unión cooperativa de moléculas adicionales de proteínas DnaA formando un complejo (20 a 40 proteínas) Otras proteínas como HU e IHF se unen al complejo Causa que la región de las cajas DnaA se enrolle alrededor del complejo DnaA y que ↓ se separe la región rica en AT (solo dos Función enlaces) Figura 11.6 Helicasa de DNA (proteína DnaB) se une a la región de origen asistida por DnaC Replicación Bacteriana: Inicio Moléculas de DnaA se unen a las cajas de DnaA (Fig. 11.6). Luego las moléculas de DnaA se unen entre sí causando torsión en la molécula de ADN. Esto genera tensión en la región rica en Adenina y Timina (AT) la que se separa abriendo la cadena en esta región. a Enocar. poien e clusion en > - Caja Dat Replicación Bacteriana: Inicio Fig. 11.6: Una vez las cadenas se separan una Helicasa (DnaB) se une a cada cadena sencilla y comienza a romper la hélice en ambas direcciones a partir de OriC. También se unen SSBPs (“single strand binding proteins") a las cadenas sencillas para darles estabilidad hasta que se sintetice la cadena nueva. ¿Cuál es la importancia de que ori c tenga una region rica en A-T antes de las cajas de DNA a? Replicación Bacteriana: Inicio Formación de la helicasa Moléculas de DnaC (proteína transportadora) se unen a moléculas de DnaB (formarán la helicasa). La DnaC lleva a la DnaB a la burbuja de replicación donde las diferentes cadenas de DnaB se unen para formar las hélicasas. La helicasa puede romper la hélice gracias a la hidrólisis ATP (rompimiento) como fuente de energía para el proceso. Sanders, M.F. and J.L. Bowman. 2015. Genetics Analysis: An Integrated approach 2nd Ed. Pearson Publ. pag 245. Fig. 7.16. Replicación Bacteriana: Inicio Replicación Bacteriana: Inicio Helicasa de DNA Separa las dos cadenas de DNA rompiendo los puentes de hidrógeno entre las bases. Genera super enroscamiento positivo al frente de las dos bifurcaciones de replicación Girasa de DNA (topoisomerasa II) Viaja delante de la helicasa y reduce el super enroscamiento para que el proceso pueda continuar Figura 11.6 b Replicación Bacteriana: Inicio Girasa de DNA (topoisomerasa II) Viaja delante de la helicasa y reduce el super enroscamiento para que el proceso pueda continuar Proteínas de unión a cadena sencilla (SSBP) Se unen a las cadenas de DNA que se han separado y las mantienen separadas. Figura 11.6 b Replicación Bacteriana: Inicio DNA primasa Sintetiza pequeñas cadenas de RNA de entre 10 a 12 nucléotidos. Cebadores (¨Primers¨) Estas cadenas comienzan la cadena de DNA que se esta sintetizando. Cadena líder tiene un solo cebador pues se sintetiza de forma continua. Cadena seguidora tendrá múltiples cebadores, se sintetiza de forma discontinua. Los cebadores se remueven mas tarde en el proceso. Replicación Bacteriana Primasa Puede iniciar síntesis de la cadena nueva. En la cadena líder. Localiza el punto de origen y coloca cebador (primer) de RNA por complementariedad de bases y de forma antiparalela al molde en dirección 5’ ! 3’. En la cadena seguidora. Comienza a colocar el primer un poco después del punto de origen en dirección 5’! 3’ iniciando un fragmento de Okasaki. Polimerasa III Se encarga de la replicación del ADN Tipos de polimerasas en bacterias Polimerasa I Remueve los cebadores (“primers” de RNA) y los sustituye por ADN. Polimersas II, IV y V Se requieren en los procesos de reparación del ADN de la célula. Replicación Bacteriana DNA polimerasa III Es la enzima encargada de sintetizar la cadena nueva del ADN No puede iniciar la síntesis. Solo puede añadir nucleótidos a una cadena en formación en dirección 5’ ! 3’. En las cadenas líder y seguidora Localiza el primer colocado por la primasa y comienza a añadir nucleótidos de ADN en dirección 5’ ! 3’ con lo que alarga la cadena. ¿Cómo funciona la polimerasa III? Fig. 11.9 La DNA polimerasa III no puede colocar nucleótidos iniciando la cadena. Esta enzima está diseñada para añadir nucleótidos a una cadena que ya está en formación. ¿Cómo funciona la polimerasa III? Fig. 11.9 La DNA polimerasa III solo añade nucleótidos al carbono 3’ del nucleótido en la cadena en formación, enlace 5’ ! 3’ En cadena que iría 3’a 5’ se colocan primers lejos del punto de origen y se sintetiza hacia el origen lo que permite síntesis 5’ a 3’. Replicación Bacteriana: Inicio Las cadenas se sintetizarán siempre en dirección 5’ ! 3’. Si la cadena molde esta en dirección 3’! 5’ la cadena se sintetizará de forma continua en dirección 5’!3’. Como va continua se conoce como la cadena líder. Al sintetizarse de forma continua se sintetiza mas rápido que la otra cadena. Si la cadena molde esta en dirección 5’! 3’ la cadena se sintetizará de forma discontinua en dirección 5’!3’. Se sintetiza por fragmentos, por lo que su síntesis es mas lenta ! cadena seguidora. Replicación Bacteriana La replicación es bidireccional a partir del punto de origen localizado en el centro de la burbuja de replicación. Si dividimos la burbuja de replicación (de arriba a abajo) exactamente a la mitad: En el lado derecho la cadena molde superior (de izquierda a derecha) tendría el primer nucleótido con el terminal 5’ después del punto de origen. Por lo que la cadena nueva tendría que comenzar en dirección antiparalela con el terminal 3’. No se puede sintetizar de esta manera. https://i.stack.imgur.com/8DCKu.jpg ¿Por qué es falso decir que en la replicación de AND hay una cadena lider y una cadena seguidora? Repaso Modelo que identifica la estructura tridimensional de las proteínas fue de Pauling · Cual de las Siguientes ¿ · es un mecanismo Utilizado por bacterias paraCompactor el DNA ? Super enrollamiento generar "loops Clazos · · Generar micro y ¿ Cuantas bases · 30 , en macro el DNA) dominios Utilizando las proteínas estructurales de mantenimiento cromosomal Son necesarias para completar 3 vueltas en la hélice de DNA ! esto implica que cada Vuelta tiene lo bases Las histonas se caracterizan por tener cargas tipo Falso, tienen cargas positivas · : negativas ¿ Crial de las Siguientes parea Correctamente ? DNa moderadamente repetitivo Contiene elementos de · transposición y genes que se expresar de manera abundante tienen y que muchas Copias La · Variación de un gen es conocido como alelo Cierto La forma de · Los DNA más Común en Cierto extremos de loscromosomas · los Organismos vivos es la B eucarióticos Contienen los telómeros. Cierto Una Cadena de DNA es 5 -AGGCCTTA-3' ¿ Cual es la secuencia de la Cadena opuesta ? 3' -TCCGGAAT 5' · - H n · · Super enroscamiento negativo hace que el DNA cromosomal Puede Promover que las cadenas en se las bacterias · compacte de DNA se separen en Genera tensión debido al Subenrollamiento del DNA pequeñas regiones (la Vueta del élice se estiral Federick Griffit 1. Proteína DnaA: Función: Es la proteína iniciadora de la replicación del ADN en procariotas. Se une a la región del origen de replicación (oriC) y ayuda a desenrollar la doble hélice del ADN. 2. Proteína DnaB o helicasa: Función: Es una helicasa que separa las dos hebras de la doble hélice del ADN, creando una horquilla de replicación. 3. Single-strand binding proteins (SSBP): Función: Se unen a las hebras simples de ADN y evitan que se vuelvan a unir. 4. DNA primasa: Función: Sintetiza cebadores de ARN que son necesarios para que la ADN polimerasa III pueda iniciar la síntesis de ADN. 5. DNA polimerasa III: Función: Es la principal enzima responsable de la síntesis de ADN en procariotas. Sintetiza nuevas hebras de ADN complementarias a las hebras molde. 6. DNA polimerasa I: Función: Tiene varias funciones, incluyendo la reparación del ADN, la eliminación de cebadores de ARN y la síntesis de ADN en el extremo 5' de las hebras de ADN rezagadas. Replicación MCM de Eucariotas DNa helicasa DNa polimerasa alfa = continua DNa polimerasa epsilon Cefador RNat DNa y delta -dicontinu DNa polimerosa delta Multiples Origenes de replicación · Antes de la fases Replicación de ADN en Eucariotas Dra. Melissa Colón Cesario Adaptado de clase Prof. Iván Dávila Marcano Departamento de Biología UPR-Humacao 1 Al final es estudiante podrá: Discutir la diferencia entre la replicación en procariotas y eucariotas. Explicar el proceso de replicación en organismos eucariotas. Objetivos Explicar el proceso de replicación y ensamblaje de los nucleosomas. Explicar la función de las diferentes enzimas que se utilizan durante el proceso de replicación. 2 Replicación en Eucariotas Las enzimas eucariotas son similares a las bacterianas descritas en la tabla 11.1 también se observan en eucariotas. Los cromosomas son mas largos y lineales. La replicación de eucariotas es más compleja debido a: Los cromosomas están íntimamente unidos a los nucleosomas. El ciclo celular unido a replicación es mas complejo. 3 4 Múltiples Orígenes de Replicación Cromosomas lineales requieren múltiples orígenes de replicación. Acelera replicación. Huberman y Riggs (1968) y la deoxytimidina radioactiva Brindan evidencia de las múltiples regiones de replicación. Figura 11.18 La replicación ocurre en forma bidireccional a partir de los diferentes orígenes de replicación. Figura 11.19 5 Evidencia para la replicación bidireccional Añaden nucleósidos de timidina tritiada. Se observa radiación en diferentes regiones del cromosoma Interpretación Hay múltiples orígenes de replicación en el cromosoma. 6 Múltiples Orígenes de Replicación relias Antes de la fase S. La hélice doble de ADN presentará múltiples regiones de inicio de replicación. Inicio fase S En los diferentes orígenes de replicación las cadenas se separan mas o menos al mismo tiempo, formando las burbujas de replicación. 7 Múltiples Orígenes de Replicación Durante fase S. Las burbujas de replicación aumentan de tamaño a medida que la replicación se lleva a cabo en cada una de ellas de forma bidireccional. Cuando se encuentran dos burbujas las cadenas se unen formando una sola mas grande. Final fase S La síntesis de ambas cadenas culmina produciendo dos cromátidas hermanas unidas por los centrómeros de cada una de ellas. 8 Orígenes de Replicación Se parecen a los de bacterias. En la levadura Saccharomyces cerevisiae se conocen como elementos ARS (Autonomously Replicating Sequence). ↳ secuencia de nucleotidos (se replica Tienen: Cerca de 50 pb Un alto contenido de A y T. Tienen una secuencia consenso: ATTTAT(A o G) TTTA En eucariotas mas complejos no están bien definidos. 9 Inicio de Replicación Replicación comienza con el ensamblaje del complejo de pre-replicación (preRC). Incluye el complejo de reconocimiento de origen (ORC). Esta compuesto por 6 proteínas y actúa como iniciador de la replicación. Se une al punto de inicio de replicación. 10 Inicio de Replicación ORC promueve la unión de otras proteínas. Cdc6, Cdt1 y grupo de 6 conocido como MCM helicasa (¨maintenance of minichromosome¨) Descubiertas en levaduras mutantes para el mantenimiento de los minicromosomas de la célula. 11 Inicio de Replicación / - - La unión de MCM a la cadena líder completa el proceso de permiso de replicación (DNA replication licensing). El origen es capaz de iniciar la replicación. Al principio de fase S el preRC se convierte en un sitio activo de replicación por fosforilación. Mediado por quinasas. Causa la liberación de Cdc6, Cdt1 y ORC y la entrada de factores de replicación y DNA polimerasas. -ergía 12 DNA Polimerasas en Eucariotas Los mamíferos contienen sobre una docena de DNA polimerasas diferentes. Tabla 11.4 *hore Luego Cuatro de ellas tienen como función primaria replicar el DNA. Alpha (a), delta (d), epsilon (e) y gamma (g) Las cadenas a, d and e replican el DNA del núcleo. La g el DNA mitocondrial 13 > - DNA Cebador (DNA/RNH) Sintetiza Continua Sistema discontinua 5 > - 3 5> 3 - Epsilon - > - Helicas molécula G /ING f alfa Pone en No DNA replicada delta cebador 14 Colocación de Cebador (“primer”) Como en bacterias las DNA polimerasas no pueden iniciar la síntesis de cadena. Necesitan un cebador. El cebador será una secuencia de alrededor de 30 a 40 nucleótidos, 10 nucleótidos de RNA y 20 a 30 de ADN. Este cebador híbrido es colocado en dirección 5’- 3’ por un complejo formado por la pol a y una primasa sintetiza un híbrido corto de RNA-DNA. Primero la primasa sintetiza el segmento de RNA. Una vez el segmento de RNA esta colocado la DNA pol a coloca el segmento de ADN del cebador. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fc/Eukaryotic_replisome_complex. JPG/440px-Eukaryotic_replisome_complex.JPG 15 Colocación de Cebador (“primer”) Luego de colocar el cebador el complejo pol a y primasa se desprende del ADN. Este es sustituido por la DNA polimerasa e (épsilon) en la cadena líder (continua) ó la DNA pol d (delta) en la cadena seguidora (cadena discontinua). El intercambio de la DNA pol a por d ó e se conoce como cambio de polimerasa (¨polymerase switch¨). Solo ocurre luego del híbrido RNA-DNA 16 Procariota vs Eucariota 17 Formación de nucleosomas Proceso (debe ver el video en la plataforma) Los nucleosomas se separan parcialmente para que las cadenas de ADN se puedan replicar. Las proteínas H3 y H4 permanecen unidas a una de las cadenas como un tetrámero. dimeros - Las dos proteínas H2A y las dos H2B se liberan como dímeros y se unen al pool de nuevas histonas necesarias para la formación de los nucleosomas. 18 Formación de nucleosomas Chaparona = Proteina Proceso El tetrámero formado por las dos H3 y las dos H4 causan que el DNA gire alrededor de ellas comenzando la reformación del nucleosoma. > Chaperona En la cadena que no tiene el tetrámero la ~ maquinaría de replicación colocó un anillo PCNA (proliferating cell nuclear antigen) en la posición donde se debe formar el nucleosoma. que marcen Posición Chaperonas chaperonas que Velan y Posicionan Ponen el tetramero en Posición Chaperona Dos proteínas chaperonas de histonas CAF1 y ASF 1 traen un tetrámero de H3 y H4 (de las libres) y lo unen donde estaba PCNA que se desprende y comienza la formación del otro nucleosoma 19 Formación de nucleosomas Proceso Otra chaperona NAP 1 se encarga de traer los dímeros de H2A y H2B a los nucleosomas en formación para completar el octámero de histonas que forman el centro de cada nucleosoma. Ahora las histonas H3 y H4 nuevas se modificaran añadiendo acetilos a los rabos de las histonas cerca del terminal amino. Histona se añaden la cargas (- Para que chaperona las Pueda sacor Neutralizar las histonas con no interaccionan DNIF Este proceso es llevado a cabo enzimas que copian las modificaciones de estas histonas a las histonas nuevas en nucleótidos adyacentes. Esto es necesario para que el próximo ciclo se pueda llevar a cabo de manera adecuada. delta saca el cebador 20 Remoción del cebador Corte L Proceso No hay una polimerasa I especializada para esto como en los procariotas. La DNA polimerasa ! que esta sintetizando no se desprende cuando encuentra el cebador. La polimerasa ! sigue sintetizando desprendiendo poco a poco el cebador de la cadena molde creando un “flap” libre. Una endonucleasa de flap corta el pedazo de cebador libre. del ta remueve el Cebodor Endonucleasa ↳ une los fragmentos 21 Remoción del cebador Proceso El proceso se repite hasta que todo el segmento de RNA del cebador se remueve. Ahora una Ligasa une los dos fragmentos de Okasaki. 22 Otras DNA polimerasas Las otras DNA polimerasas participan en la reparación del DNA. Polimerasa b no participa en la replicación. Su rol principal es la reparación del DNA por escisión de bases. Remoción de bases incorrectas del DNA dañado. Recientemente se han identificado mas polimerasas. Polimeras replicadoras de translesión Participan en reparación de DNA dañado Pueden sintetizar una cadena complementaria sobre una región anormal. 23 Telómeros y la Replicación del DNA Los cromosomas eucariotas tienen regiones conocidas como telómeros en ambos extremos. El término telómero se refiere a complejos teloméricos que incluyen secuencias de DNA y proteínas. 24 5 3 3 57 ( 5 E U 3 5 5C j im Si - m tiene que remover los cebadores y se acortan 5 Telómeros y la Replicación del DNA Las secuencias teloméricas consisten de: Arreglos moderadamente repetitivos en tándem Durante replicación en el terminal 3´quedarán unos 12 a 16 nucleótidos sencillos al remover el cebador. Estas regiones usualmente consisten de: Varios nucleótidos de guanina Generalmente muchos nucleótidos de timina (Tabla 11.5) 25 Tabla 11.5: Regiones teloméricas en diferentes organismos 26 Telómeros y la Replicación del DNA Las características inusuales de las DNA polimerasas crean un problema en el terminal 3´ durante la replicación del DNA lineal El DNA no se puede sintetizar al remover el último cebador debido a: DNA polimerasa solo sintetiza en dirección 5´a 3´. La DNA polimerasa no puede iniciar una cadena. Figura 11.24 27 Telómeros y la Replicación del DNA Si el problema no se resuelve: El cromosoma lineal perderá información en cada ciclo celular (en cada replicación). Solución: Célula resuelve el problema añadiendo DNA al final de los telómeros. Esto requiere de una enzima especializada conocida como la telomerasa. 28 Telómeros y la Replicación del DNA Por Se 7 Paga tavidad complemen > - Sale de trabaja en un gen conjunto telomeras Estructura de la telomerasa Contiene proteína y un segmento de RNA. El RNA es complementario a la secuencia de DNA que se encuentra en la repetición telomérica. E lelomaro evita acorte la L se extiende el telomera que molécula del se DNA Permite a la telomerasa unirse al pedazo de cadena sencilla al final 3´ El proceso se resume en la figura 11.24 29 y con la Paso 1 = unión El ciclo de unión, polimerización y translocación puede ocurrir muchas veces en una cadena Paso 2 = polimerización Esto alarga grandemente una de las cadenas Paso 3 = translocación El final del cromosoma se alargó Figure 11.24 Cebador de RNA 30 Telómeros, Envejecimiento y Cáncer El largo de los telómeros es importante para la estabilidad del cromosoma, longevidad de la célula y excito reproductivo. La telomerasa está activa en células germinales y en algunas células madre eucariotas. Células somáticas diferenciadas en cultivo no tienen acción de telomerasa. Vida reducida a 30 a 50 divisiones. 31 Cuando es debido envejecemos a que la el ANA telomerasa es Telómeros, Envejecimiento y Cáncer inactiva y se acorta. Síndrome de Werner La acción de la telomerasa se asocia al envejecimiento normal de las células. El Síndrome de Werner causa envejecimiento prematuro Una mutación en el gen RECQl2 es la causa del síndrome. Codifica para una helicasa requerida para que la telomerasa funcione. 32 Telómeros, Envejecimiento y Cáncer Dyskeratosis congénita Desorden asociado con la pérdida de función del gen DKC1, que codifica para un gen necesario para la función normal de la telomerasa. Pacientes con la condición presentan anormalidades en piel y uñas, pérdida de visión y audición y anormalidades en las células sanguíneas. www.mayoclinic.com 33 Telómeros, Envejecimiento y Cáncer La actividad de la telomerasa se apaga normalmente en las células somáticas. La reactivación de esta puede llevar a que células viejas continúen proliferando, característica de muchas células cancerosas. La reactivación de la telomerasa es una de las mutaciones mas comunes en todos los tipos de canceres. 34 Verificando conceptos 35 Referencias Brooker, R. J. 2015. Gentics: Analysis and Principles 5th Ed. Cap. 11. McGraw Hill Education Sanders, M. F. y J. L. Bowman. 2012. Genetic Analysis: An Integrated Approach. Pearson Publ. 36 ~ Secuencia de nucleotidos inicia-gen termina-gen Transcripción en Procariotas Dra. Melissa Colón Cesario Adaptado de clase Prof. Iván Dávila Marcano Departamento de Biología UPR-Humacao Objetivos Al final es estudiante podrá: Discutir las diferencias entre la transcripción en procariotas y eucariotas. Explicar las diferentes etapas del proceso: Reconocimiento del promotor, Inicio, Elongación y Terminación. Establecer las diferencias entre la terminación intrínseca y dependiente de rho. Dogma Central de la Genética M Expresión Genética- procesos por el cual la información de un gen es utilizado para generar productos funcionales (Producte Limitado · fin Proteínas de inicio y - - - - - RNA codificante X\ L RND No Codificante No Producen = tiene lugar A forma (Products funcional) Cadena Peptidica ( Traducción e E Transcripción Introducción El proceso de transcripción es la síntesis de una cadena de ARN sencilla a partir de una cadena de ADN. Este proceso es necesario para que la información genética contenida en el ADN se exprese. El ARN estará formado por ribonucleótidos de adenina, uracilo, guanina y citocina. Transcripción Introducción Sesune solkay) 08es H Ribos , La síntesis del ARN se llevará a cabo utilizando una de las cadenas del ADN como molde. Se llevará a cabo de manera antiparalela a la cadena molde. Añadiendo los nucleótidos en dirección 5’ a 3’ por una RNA polimerasa. Formará enlaces fosfodiestéricos entre nucleótidos. Tipos de ARN, función y localización funciona Codifica en el Ribosoma así que es necesaria formación Para la de Proteínas. Traducción Peptidos Traduce Flujo de información La información está almacenada en la secuencia de bases de la cadena codificante del ADN. La cadena templado del ADN (cadena complementaria a la codificante) es la que se utiliza como molde para la síntesis del ARN. facilita RNA orente Mensajero Flujo de información El ARN se sintetiza por complementaridad y antiparalelismo a partir de la cadena templado. De esta manera el mensaje en el RNA es exactamente igual en dirección 5’ a 3’ al mensaje presente en la cadena codificante. Única diferencia es que se sustituye la timina por uracilo en el ARN Expresión Genética Inicio el ribosoma ↳ Peque Secuencia de nucleotidos Para el > inicio Para & Pa ~ ↳ que se ↳ separe Y Secuencia de Inicio Secuencia de fin * Estudio - fin (Promotor que >. que sirve de señal Estructura del Gen Bacteriano Regiones del en el ADN: Promotor: secuencias reguladoras y de reconocimiento. Codificadora: Contiene la información para el producto funcional para el que codifica el gen. Terminación: secuencia que le indica a las enzimas de síntesis donde termina el gen. Pasos del Proceso de Transcripción en E. coli Reconocimiento del Promotor- provee el sitio en donde empieza la transcripción Inicio de transcripción- inicia la transcripción Alargamiento de la cadena Terminación- especifica el fina de la transcripción Reconocimiento del Promotor mio Organización y reconocimiento del Promotor El promotor tendrá secuencias consenso localizadas en la cadena codificante en dirección 5¢ a 3¢. La posición -10 (10 pares de bases antes del inicio de replicación) se conoce como la caja “Pribnow”, o la secuencia consenso -10, 5¢-TATAAT-3¢ Conocida también como la caja TATA. T3x A -35 hay una región de 6 pares de bases, la secuencia de consenso -35, 5¢- TTGACA-3¢ o la caja GACA La polimerasa de ARN se une a las secuencias -10 y -35 ocupando el espacio entre y alrededor de ellas. * Reconocimiento del Promotor Estructura del promotor de E. coli Caja TATA: localizada 10 pares de bases antes del inicio de la región codificante del gen (posición -10 pb) Secuencia GACA en la posición -35 pb La RNA polimerasa reconoce esta secuencia y se une a ella. Luego del promotor la secuencia codificante empieza en la posición +1. - facilita que el DNH. Separe Cadenas nucleotidos Reconocimiento del Promotor Reconocimiento del Promotor Estructura de la RNA polimerasa- formada por 5 cadenas de proteína interactuando entre si. Dos cadenas alfa Dos cadenas beta Una cadena Omega- no es necesaria para la transcripción pero le da estabilidad a la molécula Reconocimiento del Promotor Reconocimiento del Promotor La subunidad sigma reconoce la región del promotor. Sigma se une al “core” de la RNA polimerasa formando una holoenzima. La holoenzima se une a la región del promotor. foComice T, - e O & separa Cadena BNA Templado ↓ Sigma Promotor cerrado Inicio de transcripción GACA sigmales la importante Promotor abierto más La RNA polimerasa (las cadenas alfa y beta) y sigma se unen a las cajas TATA y GACA del promotor. Promotor cerrado Una vez unidas al promotor las cadenas de ADN se separan en la región del promotor. Promotor abierto Alargamiento de la cadena RNA polimerasa comienza la síntesis de RNA utilizando la cadena templado como molde en dirección 5’ a 3’. La subunidad sigma se desprende de la polimerasa. A medida que la RNA polimerasa se mueve la hélice de ADN se va cerrando. ADN solo permanece abierto dentro de la RNA polimerasa. L facilita Cadenas que las se separen La RNA polimerasa (las cadenas alfa y beta) y sigma se unen a las cajas TATA y GACA del promotor. Promotor cerrado Una vez unidas al promotor las cadenas de ADN se separan en la región del promotor. Promotor abierto RNA polimerasa comienza la síntesis de RNA utilizando la cadena templado como molde en dirección 5’ a 3’. Se desprende La subunidad sigma se desprende de la polimerasa. Alargamiento de la cadena El proceso continuara hasta que la RNA polimerasa alcance la secuencia de terminación. A medida que el RNA se sintetiza va abandonando el complejo DNA-RNA y sale como una cadena sencilla comenzando con su terminal 3’. Usa una cadena como templado Terminación de la cadena Al llegar al punto de terminación la RNA polimerasa se desprende de la cadena de ADN. La hélice del ADN se cierra. La cadena sencilla del ARN recién sintetizado se separa y queda libre en el citoplasma. Procariota Terminación Intrínseca de la cadena (independiente de rho) No necesita la Proteina La terminación en procariotas se puede llevar a cabo de dos maneras: secuencia de Terminación intrínseca: el mismo nucleotidos gen causa la terminación. La secuencia de terminación tiene una secuencia repetida inversa a la que sigue una región poliadenilada. mucha adenina Cuando la síntesis de ARN llega Cuandose a este punto las secuencias inversas son complementarias y unen formon Orquillas se unen por complementariedad de bases t causando un “hairpin” u horquilla de pelo Inestable - Terminación Intrínseca de la cadena (independiente de rho) El “hairpin” interactúa con la RNA polimerasa frenando su movimiento en la región del poli A, región en la colocó un poli U en el RNA. Una enzim)a NusA se pega a la polimerasa y la detiene (ver siguiente) Como la adenina y el uracil parean pero no tienen mucha afinidad el RNA se desprenderá solo del ADN, lo que termina la transcripción Con Terminación Intrínseca de la cadena (independiente de rho) denina se desestabiliza Terminación dependiente de Rho de la Proteina Polimerasa En el segundo mecanismo de terminación se requiere de una proteína de terminación Rho. Cerca de la región de terminación hay una secuencia conocida como rut (“rho utilization site”) Esta secuencia es copiada en el ARN que se esta sintetizando. Tan pronto esta se encuentra libre en el citoplasma la proteína Rho se une a ella. Rut Rho Se Se va detrás de la Polimerasa sacar un gen Pega & ! Para Terminación dependiente de Rho Rho comienza a moverse por el ARN. Al mismo tiempo en la región de terminación se forma una horquilla de pelo que frena a la RNA polimerasa. Rho alcanza a la RNA polimerasa y causa que el RNA se desprenda del ADN. Esto termina la síntesis de ARN dejando a Rho, la RNA polimerasa y al ARN libres en el citoplasma y separados del ADN. SiRoh No se Pega ↓ hace que saque a la DNH Polimeres la Polis en Cadenas templados y transcripción Para cada gen se utiliza una sola de las cadenas de ADN como molde. En la figura de la derecha D En los genes A y B la cadena templado la de abajo que va en dirección 3’! 5’ de izquierda a derecha. RNA se sintetiza de izquierda a derecha. En el C la templado es la de arriba que va de derecha a izquierda 3’! 5’ RNA se sintetiza de derecha a izquierda. termine 1- emplado Referencias Brooker, R. J. 2018. Genetics: Analysis and Principles 5th Ed. Cap. 11. McGraw Hill Education Sanders, M. F. y J. L. Bowman. 2012. Genetic Analysis: An Integrated Approach. Pearson Publ. Transcripción en Eucariotas Dra. Melissa Colón Cesario Adaptado de clase Prof. Iván Dávila Marcano Departamento de Biología UPR-Humacao Objetivos Al final es estudiante podrá: Discutir las diferencias entre la transcripción en procariotas y eucariotas. Explicar las diferentes etapas del proceso: Reconocimiento del promotor, Inicio, Elongación y Terminación. Establecer las diferencias entre las diferentes RNA polimerasas observadas en eucariotas. Introducción Los genes eucariotas contienen exones (regiones que codifican) e intrones (regiones que no codifican) Hay que procesar el RNA removiendo los intrones para que sea funcional. El DNA eucariota esta asociado con proteínas formando la cromatina. Su composición afecta el proceso de transcripción. La estructura de la cromatina tiene un rol importante en la regulación de la expresión genética en eucariotas. Procariota DNH z (gen) , 5 z RNA 5 Mensajero codifica ↓ proteina H Inicio DNalgen( Eucarista 3 ↳ 3 5 Codifican Proténas = Intrón Ria SeMAEHAS Rese Exón m terminacion Promotor *. : No Codifican Proteina lewuwthusteran venu exón intrón Procesamiento exón : intrón exón intrón exon Eliminar intrones para que se puede Codificar & Tipos de polimersas RNA polimerasa I (RNA pol I) Transcribe los genes para el RNA ribosomal. > - " No codificante Exclusivo de RNA polimerasa II (RNA pol II) > forma el Mensajero Transcribe los genes que codifican para proteínas (genes estructurales) y la mayoría de los genes para los RNAs pequeños nucleares. - RNA polimerasa III (RNA pol III) RNA de nsferencia Transcribe los tRNA, un RNA pequeño nuclear y uno de los RNA ribosomales. eucariota RNUA Polimerasa # La secuencia consenso más común es la caja TATA o la caja GoldbergHogness. Está localizada alrededor de la posición -25. Indica en dónde inicia la secuencia codificante La secuencia consenso es: 5¢TATAAA-3¢ Elementos del Promotor Eucariota Además también se pueden encontrar: La caja CAAT localizada generalmente cerca de la posición -80. La caja rica en GC, que tiene la siguiente secuencia consenso: 5¢GGGCGG-3¢. Está localizada alrededor de la posición -90 o más distante. Proteina de Factores de transcripción General (Se Pegan al Promotan) TATA y Unen a la RNAPolimerasa y Rompen los Puentes de hidrógeno Secuencias Consenso Promotor Eucariota Ejemplos Promotores Eucariotas Factorecipio s en e Regra g Vanscripción & 0 - 90 80 Pregunta de repaso Pregunta de repaso Pregunta de repaso Pregunta de repaso Pregunta de repaso Blob imeras Reconocimiento de Promotor e Inicio de Transcripción Factor general de transcripción TFIID se une a la caja TATA. Promotor Está compuesto por: > La proteína de unión a TATA (TBP) Varios factores asociados a TBP (TAF’s) Reconocimiento de Promotor e Inicio de Transcripción Factor general de transcripción TFIIB se une al factor TFIID. Recluton RNA Polimerasa I Reconocen TATA El factor TFIIB promueve la unión de la RNA polimerasa II al promotor. El factor TFIIF se une a la RNA polimerasa. Promos) A este complejo se le conoce como el complejo de iniciación mínimo. t Reconocimiento de Promotor e Inicio de Transcripción Factores generales de transcripción TFIIH y TFIIE se unen al complejo mínimo de iniciación. Formando el complejo cerrado de inicio. dehidrógeno Forma RNA mensajero (Rompe Puentes -Heliasa El factor H actúa como una helicasa y fosforila la región del dominio carboxílico terminal (CTD) de la RNA polimerasa. El factor E ayuda en la formación del complejo abierto. Reconocimiento de Promotor e Inicio de Transcripción La fosforilación del CTD en la RNA polimerasa lleva a la separación de la polimerasa del Factor B Los factores B, E y H se desprenden de la RNA polimerasa y la polimerasa separa las cadenas comenzando la síntesis de RNA. Complejo abierto de transcripción. Efecto de mutaciones en la razón de transcripción de un gen Las mutaciones en las regiones reguladoras del gen o de la región codificante tienen un efecto mayor que las ocurren en otras regiones del gen. * Potenciadores y Silenciadores Los promotores por si solos no pueden iniciar la transcripción en eucariotas. Hay dos categorías de secuencias reguladoras que producen o regulan la expresión diferencial del gen. Proteina Proteinas activadoras de transcripción activador Potenciadores Aumenta transcripción (Se Pegan (disminuye apaga transcripción Silenciadores Pegan Proteínas inhibidoras Proteina - = = = inhibidora Se de transcripción o Los potenciadores y silenciadores por lo general se encontrarán localizados en la región distante del promotor entre las -50 y -100 pares de bases. Se Pega onyoff ( - 80 - 90 Potenciadores y Silenciadores -Secuencia Potenciadora Inicio Transcripción Proteínas activadoras se colocan en la región del potenciador y causan que el ADN se doble acercando los activadores al complejo cerrado de transcripción. Una proteína mediadora o coactivadora interacciona con los activadores y complejo cerrado. Ocurren los cambios que llevan al complejo abierto y a que comience la transcripción. RNA Codificantes ↳ mensajeros Terminación de Transcripción polimerasa II La RNA polimerasa transcribe entre 500 a 2000 bases después del final del gen. El RNA se parte luego de la secuencia de poliadenilación pero la RNA polimerasa continúa sintetizando hasta que finalmente se desprende. Se han postulado dos modelos para la terminación: Modelo alostérico Modelo de Torpedo Terminación de Transcripción polimerasa II Modelo Alostérico Luego de pasar la secuencia de poliadenilación, la RNA polimerasa se desestabiliza. Probables razones: Separación de factores de elongación. Se le pegan factores de terminación. Cualquiera de las dos, causa la liberación de la cadena de ADN y la terminación de la transcripción factores de Terminación -Torpede ↓ función Terminación de Transcripción polimerasa II Modelo Torpedo Una exonucleasa se une al terminal 5’ del pedazo de RNA que aún está pegado a la polimerasa. Comienza a degradar el RNA en dirección 5’- 3’. La exonucleasa alcanza a la polimerasa y causa que esta se separe del ADN causando la terminación. Pregunta de repaso Pregunta de repaso Pregunta de repaso Pregunta de repaso Pregunta de repaso Pregunta de repaso Pregunta de repaso Pregunta de repaso Promotores e inciación polimerasa I Los promotores reconocidos por la RNA pol I tienen dos secuencias funcionales cerca del inicio de transcripción: Los elementos centrales van desde -45 a +20, y son necesarios para el inicio de la transcripción. A estos se une un factor similar al factor sigma (SL1) El core del promotor comienza dentro de la región codificante del gen. El segundo elemento se encuentra upstream y va de -100 a -150, Aumenta los niveles de transcripción, a este se une el factor UBF1 y SL1. RNA Ribosomal (No Codificante) facturasde Promotores e inciación polimerasa I Permitedeen DNa Polimeras ↳ Peque Los factores de inicio UBF1 y SL1 se unen a los elementos de control y al core del promotor. Esto causa un dobles en el ADN lo que permite que los factores SL1 queden cerca. Esto facilita el reclutamiento de la RNA polimerasa que se coloca frente a SL1. El complejo se abre y comienza la síntesis. O ↓ Luegoet Y RIVa Ribosomal Terminación polimerasa I La transcripción de la polimerasa I termina en una secuencia consenso de 17 pb a la que se une el factor de terminación de transcripción 1 (TTF1). El producto será un pre rRNA grande que se cortará cerca de 18 nucleótidos antes de una secuencia consenso que se elimina del rRNA maduro. RNA (No Codificante) Elementos upstream polimerasa III Los Genes para los rRNA 5S y los tRNAs tienen regiones de control internas (ICRs). Son dos secuencias cortas de ADN, conocidas como la caja A y la caja B para algunos genes, mientras que para otros son la caja A y caja C. Están localizados entre las posiciones +55 y +80 Elementos upstream polimerasa III La caja B o C se unen al factor TFIIIA, que facilita la unión del factor TFIIIC a la caja A. TFIIIB se une entonces a los dos factores anteriores. Finalmente, la RNA Pol III se une al complejo quedando en el nucleótido +1, donde se inicia la transcripción. Similar Procariota a Terminación polimerasa III La polimerasa III termina de manera similar a la terminación intrínseca de E. coli. ↳ Utiliza Secuencia similar a Procariota Transcribe una secuencia de terminación que crea una cadena de uracilos en el ↳ Secuencia de Ademina transcripto. Se reduce velocidad y polimerasa se desprende. poRNa) Ben) Promoto I Terminare Transcripción = Nucleo Eucariota codifica L PremRND ① Exones L modificadores ⑧ ③ = = RNa ↑ Proteina Mensajero Precursor Intrones CAP 5 Poly H3 Procesamiento RNA Eucariota - Dra. Melilssa Colón Cesario Adaptado de clase del Prof. Iván Dávila Marcano Departamento de Biología UPR-Humacao Objetivos Tipos de modificaciones al RNA * Resumen de la Clase modificaciones Cortory degradan PRIUH Transferencia (to Procoriota codificaen Eucariota Empalme Remover intrones y unir hexones MRNA Eucariota del RNA Mensajero añadir granina > - Añadir Adeninas 3'mRNA después de transcripción RNA Transferencia 5 mRNAcariota Ercoriota Ercariota Eucarista/Procariota RIUA mensajero Procesamiento terminal 5’ A medida que la RNA polimerasa sintetiza el RNA el terminal 5’ del RNA sale del complejo de transcripción. Se añade un nucleótido de guanina al terminal 5’. El tercer fosfato del primer nucleótido se remueve. Los últimos dos fosfatos del nucleótido de guanina se remueven. Se forma un enlace 5’- 5’al inicio de RNA. Se metila el cap de guanina y las azucares de los primeros dos nucleótidos del RNA. Importancia del Cap 5’ El Cap 5’ permite que las proteínas que facilitan la salida del núcleo se peguen al mRNA. La estructura del cap reconoce los factores de iniciación de la traducción. > Unirse al Ribosoma Para que se pueda traducir Falcilita una remoción eficiente de los intrones. - Remoción de intrones en pre mRNA ! ! Los genes eucariotas tienen el mensaje fragmentado a diferencia de los genes procariotas que lo tienen continuo. ! Van a tener regiones que codifican para el mensaje o producto a las que llamamos exones. ! A las regiones que no codifican para el mensaje les llamamos intrones. Para que el mRNA pueda ser leído correctamente en el ribosoma debe tener el mensaje completo y continuo. ! Por esta razón los intrones tienen que ser removidos durante el procesamiento del mRNA. Remoción de intrones en pre mRNA El diagrama superior muestra un gen que contiene cuatro exones y tres intrones (A, B y C). En la figura B se observa el resultado de un experimento donde se produjo un híbrido entre la cadena molde del ADN y el mRNA ya editado. Fíjese que se forman tres lazos correspondientes a las regiones de los intrones (A, B, y C) debido a que estas están en el ADN pero no en el mRNA Estas regiones se removieron del mRNA durante el procesamiento post transcripción. Remoción de intrones en pre mRNA Los intrones tendrán secuencias altamente conservadas en él terminal 5’ y 3’ del intrón. Presentan una secuencia consenso que se observa en la figura siguiente. Aproximadamente en el centro del intrón tienen otra secuencia conocida como el sitio de ramificación. Autoremoción Tipo I * RNA funciona como riboenzima. Se une un nucleósido de guanina a un punto de unión en el intrón. Este grupo ataca el enlace entre el primer exón y el intrón y la guanina queda unida a esta posición. El terminal 3’ del primer exón rompe el enlace entre el segundo exón y el intrón. Se forma un enlace covalente entre el exón 1 y el exón 2, el intrón queda libre y se degrada. Mecanismo observado en protistas (rRNA), hongos (algunos mRNA, tRNA y rRNA, en mitocondrias y cloroplastos). Autoremoción Tipo II * Proceso muy similar al tipo I. Se une un nucleótido de adenina en un sitio de reconocimiento dentro del intrón. Propicia la ruptura del enlace con el primer exón. Exón propicia rompimiento de enlace entre intrón y exón 2. Se unen los dos exones y el intrón se degrada. Se ha observado en mitocondrias de hongos y plantas. Remoción de intrones en pre mRNA Potaina ! y RNA nuclear Pequeño (snMNA) > Remover Intrones - Para remover los intrones se utilizan los espleciosomas (“spliceosome”). ! Complejo que remueve los intrones y empalma (unen) los exones del pre mRNA ! El complejo esta compuesto por subunidades conocidas como snRNPs (ribonucleoproteinas pequeñas nucleares). ! Estarán formadas por proteínas y snRNAs (RNAs pequeños nucleares). Son 5 unidades snRNPs U1, U2, U4, U5 y U6 Remoción de intrones en pre mRNA ! Las subunidades del espleciosoma pueden llevar a cabo diferentes funciones. ! 1. Se pueden unir a la secuencia del intrón y reconocer donde termina el exón y comienza el intrón. ! ! 2. Mantener la configuración correcta del premRNA 3. Catalizar las reacciones químicas para remover los intrones y unir covalentemente los exones. Remoción de intrones en pre mRNA La subunidad U1 reconoce la secuencia GU en el terminal 5’del exón y se une a el. U2 se une a la adenina central en la región de ramificación. Las subunidades U4/U6 y U5 (reconoce el terminal AG del intrón) se unen completando el espliceosoma. Se forma un lazo en el pre mRNA lo que acerca a los dos exones localizados a ambos lados del intrón. -BandeProteins ucco Nick Ocure En es Remoción de intrones en pre mRNA El terminal 5’ del intrón se corta catalizado por moléculas dentro de U2 y U6. El terminal 5’ se une a la adenina central de la región de ramificación. Las subunidades U1 y U4 se liberan. El terminal 3’ se corta y los dos exones se unen (el terminal 3’del primer exón) con el 5’ del segundo. El intrón se separa como un lariat junto con U2, U6 y U5 y es degradado luego. Larial Remoción de intrones en pre mRNA La figura de la derecha muestra como se forma el lariat en el intrón. La guanina del terminal 5’ forma un enlace fosfato 5’ con el carbono 2’ del nucleótido de adenina en la región de ramificación. Remoción de intrones en pre mRNA ¿Cómo se identifica la región a cortar como intrón? En los exones se van a pegar proteínas potenciadoras de corte (SR). Estas le dicen a las subunidades U1 y U5 dónde están las secuencias conservadas de los terminales 5’ y 3’ del intrón. Esto facilita la unión de estas subunidades a las regiones donde cortarán el intrón. Pregunta de repaso Pregunta de repaso Pregunta de repaso Pregunta de repaso Pregunta de repaso Pregunta de repaso Pregunta de repaso Pregunta de repaso mRNA Eucariota Modificación terminal 3’: añadir poli A En la secuencia de poliadenilación (secuencia señal) se coloca el factor específico de poliadenilación (CPSF), mientras que en la región rica en uracilo se pega el factor estimulador de corte (CSIF). -Proteínas Esto causa que el RNA se doble acercándose la región de poliadenilación a la rica en uracilo. Esto causa que se reclute la polimerasa de poliadenilación (PAP) y a dos factores de corte (CFI y CFII) adicionales. El pre mRNA se corta entre 15 y 30 nucleótidos después de la secuencia señal. añade de 10 - 200 Modificación del RNA después de que más largo menos : largo se másvida menos Vida formi Modificación terminal 3’: añadir poli A(Cont.) Se liberan el RNA cortado unido a CSIF, los factores de corte y luego se degrada. PAP comienza a añadir nucleótidos de adenina al terminal 3’. Se unen moléculas de PAB II las cuales aumentan la razón de poliadenilación. PAP sintetiza una cola de entre 20 a 200 nucleótidos adicionales de adenina. Mientras mas largo mayor la estabilidad y duración del RNA. ¿Qué ventajas tiene tener intrones? ! ! ! La presencia de intrones permite que se pueda llevar a cabo el proceso de remoción alternativa de intrones. ! Un pre mRNA que tenga diferentes intrones se puede procesar de diferentes maneras en diferentes tejidos. ! Esto producirá diferentes mRNA maduros en diferentes tejidos debido a que tienen diferentes combinaciones de exones. Este proceso puede ocurrir en diferentes tejidos o diferentes etapas de desarrollo. La ventaja de la remoción de intrones alternativa es que se pueden producir dos o mas polipéptidos de un solo gen. ! Esto permite que el organismo pueda producir un número grande de proteínas con un número mas pequeña de genes. Remoción alternativa de intrones Almacenan Calcio El receptor para calcitonina y la hormona calcitonina se sintetizan a partir del mismo gen por remoción alternativa de intrones. La glándula tiroides produce calcitonina utilizando los exones 1, 2, 3 y 4, 5 y 6 en este tejido son intrones. Las neuronas producen el receptor utilizando todos los exones menos el 4 que en estas células es un intrón. -> Remoción alternativa de intrones En la remoción alternativa de intrones cada tejido o tipo de células puede producir un solo producto a partir del gen. Es un proceso tejido específico. Por ejemplo en la figura de la derecha cada tipo de célula produce una sola proteína de las nueve que se podrían formar a partir de este gen. A los exones que siempre están presentes sin importar el tejido se les conoce como exones constitutivos. Los que podrían estar en unos y en otros no serían exones facultativos. Los hexones que se Los algunos que aparecen en encuentran es en todos No se Pueden lo que da la Característica remover única de cada Persona Pregunta de repaso Procesamiento RNA Ribosomal (genes que no codifican para proteínas) ERNA El RNA ribosomal de las bacterias y eucariotas se transcribe como un precursor grande que luego se corta en moléculas pequeñas por la remoción de secuencias espaciadoras entre los diferentes genes de rRNA. Luego de procesado el rRNA adquiere estructuras secundarias complejas y se une a las proteínas ribosomales para formar las subunidades del ribosoma. Ocurren modificaciones luego de completar la transcripción. Ej. Metilaciones URND Procesamiento RNA Ribosomal Bacterias Se produce un pre rRNA policistrónico (contiene el producto diferentes genes). Los diferentes productos se separan por la acción de endonucleasas en los tres RNA ribosomales y los tRNA Procesamiento RNA Ribosomal Bacterias Ribosomal Para poderlos separar las regiones que codifican para los diferentes genes se metilan tronferenci a & Procesamiento RNA Ribosomal Eucariotas Se produce un pre rRNA policistrónico (contiene el producto diferentes genes). Los diferentes productos se separan por la acción de endonucleasas en los tres RNA ribosomales. Para poderlos separar las regiones que codifican para los diferentes genes estas regiones se metilan como en los procariotas. Procesamiento RNA de Transferencia Los tRNA se sintetizan con un intrón en el terminal 5’y otro en el 3’. El del 5’ se remueve por una endonuclease (RNasaP tipo de ribozima). Ribozima- RNA con actividad enzimática Corta El del 3’ requiere de una endonucleasa que corta antes de la horquilla de pelo y de una exonucleasa que cortará hasta encontrarse con el terminal CCA. En el terminal CCA se colocará el amino ácido para el que codifica el anticodón del tRNA (ver siguiente transparencia) Procesamiento RNA de Transferencia Pregunta de repaso Pregunta de repaso Edición Post Transcripcional Edición de RNA Fue descubierta a mediados de los 80s. Se modifica la secuencia de nucleótidos en algunos mRNAs. En un tipo de edición, uracilos se añaden con la ayuda de un RNA guia (gRNA) Contiene una secuencia complementaria a los mRNA que vaPorque RuclCereoteimuercos en RNA guia a editar. escomplemen torio mRNa Mensaje Si al guía le sobren bases estas se añaden al mRNA (ejemplo a la derecha). Ediciotn Mensajero Si al mensajero se sobren bases, esas bases se remueven del mensajero. Co no en Edición Sustitución de Bases Otro tipo de edición del RNA es la sustitución de bases. Frecuentemente se sustituye citosina por uracil. Se ha identificado en mamíferos, la mayoría de las plantas terrestres y algunos eucariotas unicelulares Edición Post Transcripcional Sustitución de bases En la célula del hígado se sintetiza un mensajero que al ser traducido produce una proteína de 4,563 amino ácidos. En el intestino se sintetiza el mismo mensajero pero en el codón identificado como CAA (en verde) se sustituye citosina por uracil. Este cambio transforma el codón en uno de terminación. Resultado la traducción se detiene en ese codón y se produce una proteína de 2,154 amino ácidos. aios se &modificación 42 Referencias Brooker, R. J. 2015. Genetics: Analysis and Principles 5th Ed. Cap. 11. McGraw Hill Education Sanders, M. F. y J. L. Bowman. 2012. Genetic Analysis: An Integrated Approach. Pearson Publ. Transcripción y procesamiento de mRNA están sincronizados Durante el inicio de transcripción el terminal carboxílico de la RNA polimerasa II se une a las proteínas para añadir el CAP, poliadenilación, potenciadores de formación de espliceosoma (SF), y la RNasa torpedo. La RNA polimerasa se disocia de los factores de inicio y comienza transcripción. Las proteínas de procesamiento localizadas en CTD comienzan a trabajar iniciando con la colocación del CAP de guanina en el terminal 5’. Referencias Brooker, R. J. 2015. Genetics: Analysis and Principles 5th Ed. Cap. 11. McGraw Hill Education Sanders, M. F. y J. L. Bowman. 2012. Genetic Analysis: An Integrated Approach. Pearson Publ. Traducción Código Genético Dra. Melissa Colón Cesario Adaptado de la clase del Prof. Iván Dávila Marcano Departamento de Biología UPR-Humacao Objetivos Al final es estudiante podrá: Explicar los experimentos de Garrot y Beadle y Tatum. Explicar la estructura de los ribosomas y de los tRNA. Explicar la importancia de las regiones UTR 5’ y 3’ del mRNA en el proceso de traducción. Explicar el proceso de cargado de los tRNAs. Discutir las semejanzas y diferencias del proceso de traducción en procariotas y eucariotas. Explicar que son un poliribosoma y un mensaje policistrónico. Base Genética para la síntesis de Proteínas Las proteínas están activas en la estructura y función celular. Los genes que codifican para la síntesis de polipéptidos se conocen como genes estructurales. Se transcriben en RNAs mensajeros. La función principal del material genético es codificar para proteínas. Las proteínas deben ser producidas en las células correctas y en las cantidades adecuadas. Gen un producto funcional Archibald Garrod ! ! ! Propone (a principios del siglo 20) la relación existente entre los genes y la producción de proteínas. Garrod estudio pacientes que presentaban defectos metabólicos para ciertos compuestos. Estaba interesado principalmente en alcaptonuria ! Pacientes acumulan altos niveles de ácido homogentísico (alcaptón). ! La enfermedad se caracteriza por orina negra y descoloración de cartílago y piel. Archibald Garrod These human diseases are caused by mutations resulting in missing or defective enzymes ! ! ! Propuso que la alcaptonuria se debe a la falta de una enzima " oxidasa de ácido homogentísico. También sabía que esta condición seguía un patrón de herencia recesivo. Propuso que existe una relación entre la herencia del carácter y la herencia de la enzima defectuosa. ! Describe la condición como un error metabólico de nacimiento. Experimentos de Beadle y Tatum ! ! A principios de los años 40, George Beadle y Edward Tatum estaban interesados en la relación existente entre genes, enzimas y caracteres. ! Específicamente se hicieron la siguiente pregunta: ! ¿Un gen produce una enzima o produce muchas enzimas? Para contestar esto utilizaron como modelo a Neurospora crassa (hongo del pan) ! Sus estudios estaban basados en requisitos nutricionales simples. Experimentos de Beadle y Tatum ! ! ! Analizaron cerca de 2000 cepas que fueron irradiadas para producir mutaciones. Adding this compound Allows growth of mutants defective for enzymes before this step, but not after Estudiaron los trayectos para la síntesis de vitaminas y amino ácidos. La figura 13.2 muestra un ejemplo de sus hallazgos para el amino ácido metionina. Cada cepa mutante tenia bloqueado un paso particular el trayecto metabólico, por lo tanto, cada gen codifica para una enzima. Experimentos de Beadle y Tatum ! ! En las cepas normales, metionina se sintetiza por las enzimas celulares. ! En las mutantes, un defecto en uno de los genes de la cascada metabólica evita la síntesis de una proteína requerida para la producción de este amino ácido. Conclusión: Un solo gen controla la síntesis de una sola enzima. ! A esto se le conoció como la hipótesis un gen " una enzima. Experimentos de Beadle y Tatum ! Luego la teoría ha sido modificada debido a: ! 1. Las enzimas solo son una categoría de proteínas. ! 2. Algunas proteínas están compuestas por más de un polipéptido. ! El término polipéptido denota estructura. ! ! El término proteína denota función. Por lo tanto, es más correcto decir que un gen codifica para un polipéptido. Procarida Visión general del proceso de expresión genética La información genética esta localizada en el ADN. Se transcribe a una molécula de ARN. Si el ARN codifica para proteína se traducirá. De lo contrarío el ARN llevará a cabo la función para la que se sintetiza Codón de iniciación fija el marco de lectura Citoplasma Eucariota transcribir Transcripción en Núcleo Traducción Citoplasma Transferencias / L Aminoacido Que Comienza Metionina O o ↓ folipeptido 0 O No tRNA. No aminoácido Relación entre el Código genético y la sintesis de proteínas ! ! ! ! La traducción requiere la interpretación de un lenguaje a otro. El idioma de nucleótidos del mRNA se traduce al idioma de aminoácidos de la proteína. La traducción depende del código genético. La información está codificada en el mRNA en secuencias de 3 nucleótidos conocidas como codones. El Código Genético 64 codones & codones no 61 codones Codifican que (terminación Codifican Acu A C] - Threonina Ac A AcG AG * Si se el U > - Serina cambia el Primer aminoácido y segundo nucleotido cambia El Código Genético https://i.stack.imgur.com/KPVfm.jpg Codones especiales Definee am ↳ Código Genético j noácid de , forma e < AUG " Metionina = Codón de inicio Define el marco de lectura del mensaje. También específica otras metioninas dentro del mensaje. UAA, UAG y UGA = codones de terminación. El código es degenerado Mas de un codón codifica para el mismo aminoácido. Ej. GGU, GGC, GGA y GGG " glicina En la mayoría de los casos cambian la tercera base. Ya que existen 20 diferentes amino ácidos TABLE 13.2 Examples of Exceptions to the Genetic Code Codon AUA UGA Exception* Methionine in yeast and vertebrate mitochondria Isoleucine Tryptophan in vertebrate mitochondria Universal Meaning CUU, CUC, CUA, CUG Stop Threonine in yeast mitochondria AGA, AGG Leucine UAA, UAG Arginine Stop codon in ciliated protozoa and in yeast and vertebrate mitochondria Glutamine in ciliated protozoa UGA Stop UAG Stop ¿Código Universal? Selenocysteine in certain genes found in bacteria, archaea, and eukaryotes Pyrrolysine in certain genes found in methane-producing archaea *Several other exceptions, found sporadically in various species, are also known. En todos los organismos los procesos de transcripción y traducción son similares. Debido a que el código es universal, las bacterias pueden producir proteínas de plantas y animales. Sin embargo, hay algunas excepciones a la universalidad del código genético. La mayoría se encuentran en la mitocondria, aunque hay dos excepciones en organismos vivos. Excepciones al Código (Tabla 13.2) Decifrando el código Experimentos Durante los años 60’s una serie de experimentos permitieron descifrar el código genético y contestar las siguientes preguntas: 1. ¿Los codones muestran solapamiento o no? 2. ¿Cuantos nucleótidos hay en un codón? 3. ¿La información contenida en el mRNA se lee de forma continua o no? Si el código no es solapado cada nucleótido formará parte de un solo codón. Código Genético sin solapamiento Si el código es solapado, un nucleótido podría formar parte de mas de un codón. Experimento Sidney Brenner (1957) determino que un código solapado no era posible debido a que el código sería muy restrictivo. La secuencia de un codón limitaría las posibles secuencias de los siguientes dos codones. Código Genético sin solapamiento Fraenkel-Conrat (1960), Sus estudios con sustituciones sencillas de nucleótidos presentaron la evidencia definitiva a favor de que el código no es solapado. Demostraron que una sustitución de una base producía cambios en un solo amino ácido. En un código solapado se producirían múltiples cambios como resultado de una sustitución sencilla. Los resultados fueron consistentes con un código no solapado. ¿Es el código solapado? Secuencia salvaje solapada Secuencia mutada solapada ACUCAGAUA ACUGAGAUA ACU ACU CUC UCA CAG AGA CUG UGA GAG AGA ¿Es el código solapado? Secuencia salvaje no solapada Secuencia mutada no solapada ACUCAGAUA ACUGAGAUA ACU ACU CAG GAG AUA AUA Código de tres Bases La prueba del código basado en secuencias de tres bases (codones) se fue presentada en 1961 por Crick, Barnett, Brenner, and WattsTobin. Crearon mutaciones por inserción o deleción de nucleótidos. Estas mutaciones causaron cambios en el patrón de lectura del mRNA. Patrón de lectura se refiere a la secuencia específica de codones determina a partir del codón de iniciación. Mutaciones de patrón de lectura Son mutaciones que alteran la lectura del mRNA durante la traducción: Salvaje: YOU/MAY/NOW/SIP/THE/TEA Adición: YOU/MAC/YNO/WSI/PTH/ETE/A Deleción: YOU/MAY/NOS/IPT/HET/EA Todos los codones luego de la adición o la deleción especificaran un amino ácido erróneo. Reversión de cambio en patrón de lectura Estas mutaciones pueden revertir si una segunda mutación en otra localidad restaura parte del patrón original. adición: YOU/MAC/YNO/WSI/PTH/ETE/A deleción: YOU/MAC/YNO/SIP/THE/TEA La mutación ahora esta restringida a una pequeña región entre la mutación original y la reversión. El resto de la proteína es normal. Experimentos confirman código de tres bases Adiciones sencillas o dobles, así como remociones sencillas o dobles de nucleótidos en el gen rII del bacteriófago T4 causan mutaciones de cambio en patrón de lectura. La adición de tres nucleótidos o su remoción producirán una región mutante entre el primer y el último nucleótido añadido o removido. El resto de la proteína no se afectará. Estos experimentos también sugieren que el código es continuo sin espacios. Descifrando el Código El código genético se descifró entre 1961 y 1965. Esto era imprescindible para el establecimiento del dogma central de la biología molecular: DNA ® RNA ® proteína Har Gobind Khorana y Marshall Nirenberg fueron galardonados con el premio Nobel en 1968 por sus contribuciones en este campo. Descifrando el código genético ¿Qué codón codifica para que amino ácido? Marshall Nirenberg y Johann Mattaei (1961) Crearon RNAs sintéticos usando enzima fosforilasa de polinucleótido No requiere templado para unir nucleótidos entre sí, lo hace al azar. Inicialmente utilizaron una sola base para formar sus polinucleótidos Producen poli U Luego colocan el poli U en tubos donde había todo lo necesario para la síntesis de un polipéptido Uno de los 20 amino ácidos presente en cada tubo estaba marcado radiactivamente La proteína radiactiva apareció solamente en el tubo donde el amino ácido marcado era fenilalanina Conclusión UUU codifica para fenilalanina Razonamiento similar para determinar CCC (prolina), , GGG (glicina) y AAA (lisina) Descifrando el Código Luego de estos experimentos Nirenberg y Mattaei deciden preparar RNAs sintéticos para dos bases. Como la enzima fosforilasa de polinucleótido no utiliza un templado los nucleótidos se formarán y se añadirán en el RNA al azar. Por ejemplo, si usted utiliza 70% Guanina y 30 % uracilo podría formar 8 codones diferentes en las proporciones observadas en la siguiente tabla. Para determinar la proporción de cada codón se multiplican las probabilidades individuales de los eventos. Coloque un sistema de traducción libre de células en 20 tubos. A cada tubo se añade nRNA formado por fosforilasa de polinucleótido usando 70% G y 30 % U. Añada un aminoácido radiactivo a cada tubo y 19 no radiactivos (en este ejemplo glicina es radiactivo). Incube por 60 minutos para que ocurre traducción Se añade TCA 15% para precipitar polipéptidos ( no aminoácidos). Captura precipitado en filtro. Se utiliza contador de centelleo para contar radiactividad. Se calcula la cantidad de aminoácidos radiactivos en los péptidos precipitados. Descifrando el Código Los datos de Nirenberg y Mattaei para este experimento se observan en la siguiente tabla. Descifrando el Código Una vez se formó la proteína se analizó la composición de aminoácidos en la misma y se encontró que contenía. 49% glicina " equivale GGG y GGU (34% + 15% = 49%) Conclusión " los codones GGG y GGU codifican para glicina. Cisteína y leucina ambos componen el 6% de los aminoácidos de la proteína. Hay tres codones de dos uracilos y 1 guanina que podrían codificar para estos, pero no se puede diferenciar. Hay ambigüedad con los demás. Descifrando el código genético Khorana sintetizó mRNAs con secuencias repetidas de di, tri y tetranucleótidos. Luego las tradujo en vitro para definir mas codones. Por ejemplo, el dinucleótido repetido UC produce un mRNA con la secuencia: 5¢-UCUCUCUCUCUCUCUC-3¢ lo que produce dos posibles codones: UCU y CUC. El péptido resultante contiene dos aminoácidos de forma alterna: serina (Ser) y leucina (Leu). TABLE 13.4 Examples of Copolymers That Were Analyzed by Khorana and Colleagues RNA Copolymers Helped to Crack the Genetic Code 3 Synthetic RNA* Codon Possibilities Amino Acids Incorporated into Polypeptides UC UCU, CUC Serine, leucine AG AGA, GAG Arginine, glutamic acid UG UGU, GUG Cysteine, valine AC ACA, CAC Threonine, histidine UUC UUC, UCU, CUU Phenylalanine, serine, leucine AAG AAG, AGA, GAA Lysine, arginine, glutamic acid UUG UUG, UGU, GUU Leucine, cysteine, valine CAA CAA, AAC, ACA Glutamine, asparagine, threonine UAUC UAU, AUC, UCU, CUA Tyrosine, isoleucine, serine, leucine UUAC UUA, UAC, ACU, CUU Leucine, tyrosine, threonine *The synthetic RNAs were made using DNA templates that were composed of copolymers. El trabajo con dinucleótidos disminuyó el número de posibles codones asociados a un posible amino ácido. Los trinucleótidos como UUC producían mRNAs con secuencias 5¢-UUCUUCUUCUUCUUCUUC-3¢ lo que producía tres posibles codones, UUC, UCU, y CUU Descifrando el código genético Presenta que amino ácidos pueden estar asociados a estos codones, pero no precisa que codón con que amino ácido. Nirenberg y Leder utilizaron mini-RNAs de solo tres nucleótidos de largo (un solo codón), para resolver las ambigüedades anteriores. Añadieron los mini RNAs a un sistema de traducción in vitro que contiene uno de los amino ácidos marcado radiactivamente con 14C. Aislaban el complejo ribosoma tRNA mRNA y determinaban que amino ácido estaba asociado al mini RNA. Descifrando el código genético Resultados de Nirenberg y Leder Probaron 64 posibles codones. Identificaron asociaciones de 61 codones con amino ácidos correspondientes. Identificaron tres codones de terminación, UAA, UAG, y UGA. El Código Genético Estructura del Mensajero Estructura de un mRNA Regiones UTR 5’ " región de unión al ribosoma para que pueda ser traducido. 3’ " protege el mensaje de degradación Codón de inicio AUG en el comienza la traducción. Codón de terminación En ellos se detiene el proceso y se libera la proteína sintetizada. Comienza traducción - Está ans e Con en ( e -Nos Estructura y función del tRNA En los 50’s Francis Crick propuso la hipótesis del adaptador. tRNAs juegan un papel importante en el reconocimiento de los codones del mRNA. La hipótesis propone dos funciones: Reconocer el codón en el mRNA. Llevar los aminoácidos hasta ese codón específico. Estructura y función del tRNA Reconocimiento entre tRNA y mRNA El anticodón del tRNA se une por complementariedad de bases a un codón en el mRNA por la región del anticodón. Los tRNAs se identifican por el aminoácido que llevan. Características de los tRNAs Estructura secundaria en forma de trébol. Presenta tres lazos en su estructura. Tienen varios sitios variables. Una región aceptadora de cadena sencilla en la región 3’. Tienen bases modificadas. Hay mas de 80 modificaciones diferentes en los diferentes organismos. TRNA tiene que ser modificado Estructura y función del tRNA El terminal 3’ACC está presente en todos los tRNAs. Las bases modificadas son: I = inosina ml = metillinosina T = ribotimidina UH2 = dihidrouridina m2G = dimetilguanosina P = pseudouridina tRNA Cargado con Amino Ácido ¿Cómo se carga el tRNA ? El proceso está mediado por la enzima Aminoacil – tRNA sintetaza une aminoácido con TRNA El aminoácido entra en el primer sitio activo de la enzima. La enzima añade un monofosfato de adenosina al aminoácido. Este proceso requiere el rompimiento de una molécula de ATP Se libera un pirofosfato. 26 , tRNA Cargado con Amino Ácido ¿Cómo se carga el tRNA ? El tRNA correcto para el aminoácido que ya entro en la enzima entra en el segundo sitio activo. La enzima une al aminoácido al terminal 3’ del tRNA, liberándose la molécula de AMP. La enzima libera al tRNA unido al aminoácido para el cual codifica. La enzima está lista para mediar la unión de otros aminoácidos a sus tRNAs. Estructura y función del tRNA -TRIA tRNAs y la regla de banboleo El código genético es degenerado. Con la excepción de serina, arginina y leucina, siempre ocurre en la tercera posición del codón. Para explicar la degeneración Francis Crick propuso la hipótesis del bamboleo en 1966. Las primeras dos posiciones son estrictas en pareo entre codón y anticodón, pero la tercera puede variar. ↓ Estructuras de los ribosomas * Composición del riboma procariota y eucariota H Estructura Ribosoma Procariota Sub unidad grande (50S) esta formada rRNA 23S rRNA 5S 31 proteínas Sub unidad pequeña (30S) rRNA 16S 21 proteínas Eucariota Sub unidad grande (60S) esta formada rRNA 28S rRNA 5.8S rRNA 5S ≈ 50 proteínas Sub unidad pequeña (40S) rRNA 18S ≈ 35 proteínas Sitios funcionales del ribosoma Durante la traducción el mRNA se encuentra en la superficie de la subunidad pequeña (30S o 40S). El polipéptido saldrá del ribosoma por la unidad grande (50S o 60S). Tienen tres sitios discretos. Sitio peptidil " sitio P Sitio aminoacil " sitio A Sitio de salida " sitio E Proceso de Traducción Resumen Etapas de la traducción La traducción se puede subdividir en tres etapas. Inicio Elongación Terminación Inicio En la secuencia UTR 5’ del mensajero hay una secuencia concenso conocida como la secuencia Shine-Dalgarno. Complementaria RNA Ribosomal > La secuencia consenso Shine Dalgarno es complementaría y antiparalela al rRNA 16S de la subunidad pequeña del ribosoma. El mRNA se une a la subunidad pequeña en la secuencia Shine-Delgarno. Inicio en Procariotas complementaria Inicio en Procariotas Inicio La unión de la subunidad pequeña y el mRNA se logra por la unión del factor de inicio 3 (IF3). Cuando el mRNA se une a la subunidad pequeña el codón de inicio AUG queda en el sitio P (peptídico). El tRNA con anticodón complementario al codón de inicio se une al mensajero llevando formil-metionina (fMet). IF2 y una molécula de GTP se unen al tRNA, mientras que IF1 se une a la subunidad pequeña. %0 re AUG Inicio en Procariotas Factores -G O de inicio Inicio El GTP es hidrolizado (GTP" GDP + Pi) O RK Ribosomal Con la energía liberada se disocian(se separan) todos los factores de inicio del complejo y la subunidad grande del ribosoma se une a la pequeña. El ribosoma queda ensamblado totalmente con el sitio P ocupado y el sitio A vacio, listo para recibir el segundo aminoácido. Esto termina la fase de inicio en procariotas. & leva cabo la sintesis Inicio en Eucariotas Inicio La subunidad pequeña estará unida a dos factores de inicio (eIT1A y eIF3). El mensajero se une al ribosoma por la región UTR 5’ (protegida por el Cap). El primer tRNA se une al sitio P llevando metionina. El factor de inicio eIF2 unido a un GTP se une al primer tRNA. TRIA -I Inicio en Eucariotas Inicio El complejo de inicio 4 (eIF4) se une a la subunidad pequeña en la región donde esta el Cap 5’. Ocurre hidrólisis de ATP Causa disociación de los factores de inicio. La subunidad pequeña se mueve en dirección 5’ " 3’ hasta que el codón de inicio (contenido en secuencia consenso Kozak) se une al anticodón en el sitio P. Inicio en Eucariotas Inicio Se hidroliza una molécula de GTP y una molécula de ATP. Cuando esto ocurre la subunidad grande se une a la pequeña y el ribosoma queda ensamblado para iniciar la etapa de elongación. Inicio en Eucariotas Inicio Al complejo se le van a unir una serie de proteínas para evitar degradación del mensaje. Proteínas de unión a Cap. Proteínas de unión al poli A. La región UTR 3’ sufre un dobles y las proteínas del poli A se unen a las del Cap. De esta manera el mensaje queda protegido dentro de este lazo. Luego el ‘mRNA comienza a moverse para que lea el mensaje en dirección 5’" 3’. Enlongación en Procariotas y Eucariotas Elongación en Procariotas y Eucariotas El proceso de elongación de la cadena se logra por el reclutamiento de factores de elongación (EF) y la hidrólisis de GTP para: 1. Reclutar los tRNAs cargados al sitio A del ribosoma. 2. Formar los enlaces peptídicos entre los amino ácidos en la secuencia de la proteína. 3. Movimiento del ribosoma en dirección 3¢ del mensajero. El proceso es bien similar en procariotas y eucariotas. A continuación discutiremos el de procariotas (aplica los mismo a eucariotas). Elongación Elongación La proteína en formación siempre estará en el sitio P. Los tRNA cargados y unidos a factores de elongación (EF) entrarán al azar al sitio A. Si el anticodón y codón en el sitio A son complementarios se unen y en el sitio A estará el próximo aminoácido de la cadena. Si no hay complementariedad el tRNA sale del sitio A. Elongación de enlaces ribosoma formación dentro > - Paptidito y del como si fuera una llave La enzima peptidil transferasa cataliza la unión entre el amino ácido en el sitio P y el del sitio A. Es una Riboenzima (RNA catalítico) que forma parte de la subunidad grande del ribosoma. El péptido en formación se transfiere al tRNA en el sitio A al formarse el enlace entre los amino ácidos. Factores de elongación mueven el ribosoma tres nucleótidos hacia el terminal 3¢ del mRNA. El tRNA sin cargar en el sitio P se mueve al sitio E. Esto mueve el tRNA con la cadena en formación del sitio A al sitio P, el tRNA sin cargar sale y el sitio A queda vacío para que otro tRNA cargado entre. Terminación Procariota y Eucariota Terminación Terminación en Procariotas En bacterias, el factor de liberación RF1 reconoce UAG y UAA mientras que RF2 reconoce UAA y UGA. El factor de reconocimiento RF1 o RF2 entra en el sitio A. Como no hay aminoácido en el sitio A la proteína se libera. El factor de terminación 3 (RF3) y un GTP se unen a la subunidad grande del ribosoma. El GTP se hidroliza liberando energía pasando de GTP a GDP. Esta energía causa que el complejo de traducción se disocie. Se separa el ribosoma; el tRNA se separa del mensajero; los RFs se liberan; el mRNA queda libre en el citoplasma. Terminación Terminación en Eucariotas La terminación es similar a la procariota. Factores de liberación entran en el sitio A. La Proteína se libera al no haber un aminoácido en el sitio A. Se rompe GTP y el complejo se disocia. Ver siguiente transparencia. Poliribosomas en procariotas Poliribosomas En los procariotas la transcripción ocurre en el citoplasma, por lo tanto tan pronto un RNA comienza a sintetizarse los ribosomas se pueden pegar a la región 5’ del mRNA y comenzar a traducir. En la figura de la derecha (a) tenemos un gen que está siendo transcrito. Diferentes RNA polimerasa están transcribiendo. Las bolitas pegadas a las fibras verdes (RNA) serían ribosomas leyendo el mensaje. Las fibras rojas serían las proteínas. Poliribosomas en procariotas Poliribosomas Los ribosomas se pegan al terminal 5’ y comienzan a leer el mensaje. Cuando ese se ha movido otro se puede unir a 5’ y así sucesivamente. La esfera (ribosoma) mas cercana al DNA en una cadena de RNA fue el primero que se pego al mensajero. Por esto tiene la cadena de proteína mas larga (línea roja). El último que se pegó es el que tiene la cadena de proteína mas corta. Los genes eucariotas producen mRNA monocistrónicos. Un mRNA que dirige la síntesis de una sola proteína. Traducción de mensajero policistrónico I Gen En bacterias muchos genes están organizados como operones. Grupo de genes con funciones relacionadas en un mismo trayecto metabólico, que comparten un solo promotor. Son regulados como una sola unidad Los operones producirán mRNAs policistrónicos. Mensajero que codifica para más de una proteína. Gent Me M Promotor Gene GenB terminación me Promotor terminación Mu Promotor M terminación Consisten de segmentos que producen diferentes proteínas. Al inicio contiene una secuencia Shine-Dalgarno para la unión del ribosoma e inicio de traducción. Entre cada uno hay una secuencia espaciadora que no se traduce y separa los segmentos. Traducción de mensajero policistrónico Cuando el espaciador es de menos de 6 nucleótidos los ribosomas pueden pasar a traducir el próximo segmento luego de terminar el segmento anterior. Referencias Brooker, R. J. 2015. Genetics: Analysis and Principles 5th Ed. Cap. 11. McGraw Hill Education Sanders, M. F. y J. L. Bowman. 2012. Genetic Analysis: An Integrated Approach. Pearson Publ. Todos · función de son los RNA Todas las anteriores son ¿ Cual de las Siguientes Una · Las no codificante no funciones funcionarán directamente acetitulación de residuos de lisina Uno de los resultados de la traducción · del Codigo genético ? Característica es una de tres bases (codón) puede codificar para secuencia acetil transferas · excepto sin degradar el unión en cual en las histonas de RISC al de más un aminoácido de los Siguientes procesos mRNA durante la interferencia de RNA es inhibir la mRNH Cierto Ambos parentales (macho y hembra) usualmente generan impronta genómica del mismo gen Falso · ¿ Cual de horquillas formadas las Iterminación 3. - del Proceso) en el atenuador favorecerá que ocurra regulación por atenuación en el Operón de triptofano ? 4 La impronta genómica es el resultado de metilación del DNH · ¿ Cuail de los siguientes · la región donde se coloca la molecula reguladora de operación ? Operador La formación Se encuentran · es Falso del cuerpo localizados en de Bar permite que ambos el Cromosoma X. sexos expresen Cantidades diferentes de las proteínas asociadas a los genes que CRISP RNA quia endonucleasa para que Corte DNA extraño Cierto · La función de laSecuencia Shine Delgarno la Subunidad y Ocurrió No mutación una el en Será la alineación Correcta entre RNA mensajero el gen que nivel produce del Operon de lactosa que evita del operón en ausencia de lactosa ? el de expresión producto del que el represor gen una se hay transcripción fragmentos del DNA Los procariota es permitir Grande del ribosoma alocasta ¿ Cómo · el mensajero Falso · a en de un bacteriofago es insertado en laSección Crispr del Sistema CRISPR- Cas Cierto · Una de las modificaciones de los snoRNA (RNA pequeños nucleares) a los tRNA de la célula s convertir urasilos es a pseudorrasil Falso · RIUA ribosomal los tendrá complementariedad de bases con la Secuencia Kozak en eucariotas lo que permitirá la unión del mensajero al ribosoma · Las. Cierto isla de GC están asociadas con La metilación del DNA Se · requieren 61 diferentes tRNA para traducción tanto en la célula (invirol Como en un ensayo (in vitrol Falso Las bacterias tienen que el ribosoma · bloqueo se ucRNA Llamado Oxys que regula la traducción al peque ¿ Cual es la función de Oxys ? un. unirse a la Secuencia Shine-Delgarno , provee La · ¿ enzima acetiltransferencia está directamente envuelta en modificar quimicamente las histonas Que sucedería si una secuencia aislante Los factores de transcripción van · a expresión del gen vecino entre dos genes está ausente ? activar la expresión de un gen , pero inducirá de manera equivocada la