Tema 4 A,B: Processament dels ARNs eucariotes PDF
Document Details
Uploaded by Deleted User
Tags
Summary
Aquest document inclou informació sobre el processament dels ARNs eucariotes, incloent aspectes generals, processament dels extrems 5' i 3', splicing, transport al citoplasma, i control de qualitat.
Full Transcript
Tema 4. Processament dels ARNs eucariotes A.- Processament del mRNA: aspectes generals 4 4B.- Processament dels extrems 5' i 3' 4C.- Splicing 4D.- Transport del mRNA al citoplasma 4E.- Control de qualitat i retenció de mRNAs en el nucli 4F.- Processament d'altres tipus de RN...
Tema 4. Processament dels ARNs eucariotes A.- Processament del mRNA: aspectes generals 4 4B.- Processament dels extrems 5' i 3' 4C.- Splicing 4D.- Transport del mRNA al citoplasma 4E.- Control de qualitat i retenció de mRNAs en el nucli 4F.- Processament d'altres tipus de RNAs Esquema d’un ARNm madur eucariota prototip ’notraduïdaésmésllargaquela5.Commésevolucionadaésunaespèciemésllargaés 3 aquestsregió,suggreixpresènciadeseqüènciesimportantalahoraderegularelmissatger. Cua poliA, adenosines una darrere l’altra. ORF codó inici AUG. Monosistònics: un sol missatge típicament. Longitud mitjana 5' UTR ~150 nt (però pot ser diversos milers) De mitjana, la 3' UTR sol ser el doble de llarga que la 5' UTR rocessament de missatgers eucariotes: generalitats P El processament comprèn: – modificació dels extrems: adquisició del cap 5' adquisició de la cua de poli A – eliminació d'introns i empalmament d'exons (splicing) El processament és en gran mesura co-transcripcional Un processament correcte és crític per al transport del mRNA al citoplasma Hi ha mecanismes per al control de qualitat de mRNAs, alguns operatius en el nucli, i altres en el citoplasma i ha familia de proteïnes que s’associen al missatger quan estranscritialgunesviatgen H amb el missatger al citoplasma i altres queden al nucli. Familia de proteïnes ribonucleoproteïnes heterogenis nuclear. l mRNA està associat en tot moment a proteïnes→→ E Partícules ribonucleoproteiques missatgeres (mRNPs) Entre elles, proteïnes de la família heterogeneous nuclear ribonucleoproteins (hnRNPs) El repertori de hnRNPs unides va variant al llarg de la vida del mRNA – algunes s'uneixen al transcrit naixent res més emergeix de la pol II i viatgen amb el transcrit processat al citoplasma. Les hnRNPs unides influencien tots aspectes del metabolisme del mRNA: biogènesi, processament, exportació al citoplasma, estabilitat, localització cel·lular, traducció. Les hnRNPs unides es poden veure com a adaptadors que afegeixen funcionalitat al transcrit d'RNA, en ser capaços de interaccionar amb determinades maquinàries cel·lulars. l cicle de vida de mRNP. Els ARNm travessen procés E d'expressió gènica des de la síntesi fins a traducció i la degradació en forma de complexos dinàmics de ribonucleoproteïnes missatgers (mRNP) unides a proteïnes. ls hnRNPs tenen diferents pesos moleculars que van de 34 a 120 kDa i s'anomenen E alfabèticamentdehnRNPA1ahnRNPU.MoltshnRNPestrobenpresentsenelsmateixos complexos, tots el que suggereix que múltiples hnRNPs comparteixen una estructura i funció comunes. Com es mostra a la visió general, diversos dominis estructurals són compartitsentrediferentsmembresdelafamília.Elsmembresdel'hnRNPestanconstruïts perquatredominisúnicsd'unióal'ARN(RBD).Ésobviquelafamíliamúltipleelsmembres portenelsmateixosRBD,cosaqueexplicaenpartlessevespropietatscompartidesd'unió al'ARN:ARNRRMmotiudereconeixement,motiudereconeixementdequasi-ARNqRRMi dominid'homologiaKHK,unióaARNRGGqueconsisteixenrepeticionsArg-Gly-Gly.Les mides d'aquests 16 hnRNPs comuns es dibuixen en relació l'un a l'altre. L'associacióaproteïnesajudaaprevenirlatendènciadel'RNAnaixentaformarllaçosR (R loops). =híbridsentrel'RNAnaixentilafebradeDNAmotlleenlatranscripció,correntamuntde la pol II elongant La formació de llaços R NO interessa − pot reduir la velocitat de la elongació − el DNA de cadena simple que queda exposat és especialment susceptible a mutació La unió de proteïnes HRP al mRNA naixent restringeix la formació de llaços R. ls transcrits generats perl'elongaciódePolII E tenendiversesdestinacionsimmediatsdiferents. Poden empaquetar-secotranscripcionalmenten ribonucleoproteïnes missatgeres (mRNPs) i, esprés de la identificació de senyals de splicing, també es poden empalmar d cotranscripcionalment. Alternativament, els transcrits nus poden envair el dúplex d'ADN darrere de la Pol II en elongació per formar estructures de bucle R. En aquest cas, la cadena d'ADN està emparellada amb el transcrit, cosa que força la cadena no motlle a adoptarunaconformaciómonocatenària.L'empaquetamenteficientdel'ARNmenpartícules mRNP (groc) restringeix la formació del bucle R. Processment co-transcripcional del pre-mRNA In vivo, capping 5' i processament de l'extrem 3' ocorren co-transcripcionalment Molt splicing també és co-transcripcional, però no tot: per exemple, "Intrones detinguts" (detainedintrons): els mRNAs que contenen introns d'aquest romanen en el nucli, sense ser degradats, fins que,enrespostaaundeterminat estímul, s'activa l'splicing post-transcripcional del intro detingut (tornarem a parlar d'això). TDestàproperenelcanaldesortidadeRNAipodrainteractuarambinteraccionsquehi C hagi a RNAnaixent. Implicacions de la co-transcripcionalitat del processament es guanya en eficàcia, ja que els factors processatius es concentrenenelveïnatgede substrat, que és el transcrit naixent (localització) elscontactesambelcomplexdelapolIIelongantpodenmodularl'activitatdelsfactorsde processament(alosterisme).Perexemple,elsenzimspelcappings'activeneninteraccionar amb el CTD fosforilat a Ser 5. fapossiblel'acoblamentcinètic:lavelocitatd'elongaciópotafectarelplegamentdel'RNA naixent, l'assemblatge de complexos RNA-proteïna i l'elecció entre llocsdeprocessament alternatius. Recíprocament, els esdeveniments de processament poden afectar el ritme de la transcripció. Perquè els factors siguin actius és important el contacte amb pol II, efecte alostèric, cotranscripcionalitatfapossiblel’acoblamentcinètic,lavelocitatd’elongaciódeltranscritpot ésser important a l’hora de prendre decisions de processament, llocs possibles splicingo poli-adenalicació. Pot afectar plegament de RNA naixent i ensamblatge de RNA-proteïenes. es modificacions co-transcripcionals del missatger influencien el procés de transcripció,i L viceversa. La adquisició de cap 5’ és part de la transcripció a RNAP II competent a l’elongació. Lapresènciad’unintropròximal’extrem5’deltranscritestimulaelre-inicidelatranscripció i la velocitat de l’elongació → interaccions amb components de l’espliceosoma amb components del PIC i factors d’elongació. La velocitat d’elongació pot condicionar l’elecció entre llocs de splicing o poliadenilació alternatius. arupturaipoliadenilacióen3’ésnecessàriaperalaterminaciódelatranscripció(recordar L el model Torpedo). ihaconexionsentreelprocessamenten3’ilare-iniciaciódelatranscripció→factorsde H processament en 3’ associats a la RNA polIIterminadorainteraccionenambcomponents delaplataformadereinicisituadasobreelpromotor,afavorintlaformaciód’unllaçgèniciel reciclatge de la pol II. (imatge exquerre) ldominiCTDd'RNAPIIésclauperal'acoblamententrelatranscripcióielprocessament E del pre-mRNA CTD = domini carboxil terminal de la subunitat major de la pol II (és la subunitat catalítica) Només present en pol II Domini flexible, sito a prop canal de sortida del RNA→plataforma per a interaccióamb proteïnes Repeticions en tàndem de la seqüència consens Tyr1-Ser2-Pro3-Thr4-Ser5-Pro6-Ser7 Nombre de repeticionsdepèndel'espècie.Commésevolucionada,mésrepeticions(26 en S.cerevisiae; 52 en mamífers) El CTD no és necessari per a l'activitat d'RNA polimerasa de la pol II. No obstant això, la seva eliminació o escurçament sever és letal per a les cèl·lules. UnescurçamentseverdelCTDimpedeixelcorrectecapping,splicingiformaciódel'extrem 3', així com la correcta terminació de la transcripció per la pol II. Cèl·lules que expresen Rpb1 domini curt no poden interaccionar i resulta fatal però no perquè la pol II estigui inactiva. L'estatus de fosforilació del CTD canvia al llarg de la unitat transcripcional. Cada estatus de fosforilació afavoreix el reclutamentdedeterminatsfactors,aquellsque en aquell moment són necessaris. Les diferents modificacions que experimenta el missatger s' influencien unes a les altres 4B Processament dels extrems 3’ i 5’ rocessament de l’extrem 5’ P - Introducció del cap 5'= resta de 7-metil guanosina (7mG) que queda unit per enllaç 5'-5' trifosfat al primer nucleòtid transcrit - Ocorre quan el mRNA naixent té una longitud de 25 nts - El cap5' és característic dels transcrits primaris de la RNAP II(pre-mRNAs,pre-miRNA, pre-lncRNA, snoRNAs, snRNAs; en conjunt,
