Transcripción del DNA.pdf

Preparado por: Aidamalia VARGAS L PhD Transcripción del DNA Generalidades El gen (o cistrón) es un segmento de DNA que constituye la unidad de expresión que conduce a la formación de un producto funcional que puede ser en forma de RNA o polipéptido. Genera...

Preparado por: Aidamalia VARGAS L PhD Transcripción del DNA Generalidades El gen (o cistrón) es un segmento de DNA que constituye la unidad de expresión que conduce a la formación de un producto funcional que puede ser en forma de RNA o polipéptido. Generalidades Policistrónico Gen en procariotas En los procariotas varios genes pueden formar parte de una misma unidad de transcripción, se habla de unidad policistrónica cuyo ejemplo más clásico es el operón lactosa (Ejemplo clásico de la regulación de la expresión de los genes). Generalidades En los eucariotas las unidades de transcripción son monocistrónicas Monocistrónico Gen en eucariotas Generalidades Los genes eucariotas se dividen en 3 clases: Los genes de clase 1 tienen como productos RNAr. Se repiten en tándem y están separados por espacios intergénicos. La transcripción de los rRNA se hace en forma de un precursor: El RNA 45 S ( 13 000 pdb) que será dividido en 3 RNAr: 5,8 S; 18 S y 28 S. Generalidades Los genes de clase 2 producen proteínas. Las proteínas se forman por la traducción de mRNAs que son más inestables que otros RNA. Los genes de clase 2 están formados por diferentes segmentos: exones que llevan la información y corresponden a las regiones codificantes, e intrones que son regiones no codificantes. Cuidado, los procariotas no tienen intrones. Generalidades Los genes de clase 3 producen RNAt, rRNA 5S y pequeños RNAs que también se repiten en tándem como los genes de clase 1.  Transcripción de DNA procariota La RNA polimerasa procariota es una proteína dependiente de DNA multimérica con las subunidades α, β, β' y σ. Está presente en dos formas: la enzima-núcleo (α 2ββ') y la holoenzima (α 2ββ'σ). Las RNA polimerasas no requieren cebador y no poseen actividad de exonucleasa y por tanto no realizan corrección de errores.  Transcripción de DNA procariota La afinidad de la RNA-polimerasa por el DNA depende de la forma de la enzima: la enzima-núcleo tiene una afinidad baja y no específica, la holoenzima tiene una afinidad muy fuerte y específica para el promotor. Se puede señalar que la subunidad sigma σ en estado libre no se fija al DNA. La subunidad β' es básica y el DNA ácido, por lo que facilitará la interacción del complejo con el promotor.  Transcripción de DNA procariota La subunidad sigma σ permite, un reconocimiento específico del promotor por parte de la RNA polimerasa y disminuye la afinidad de la enzima para las regiones no promotoras. Actúa de manera cíclica, después de la iniciación, el factor sigma se separa para ser reciclado y reutilizado. La RNA polimerasa provoca la desnaturalización de las dos hebras de DNA en 14 pares de nucleótidos, se habla de complejo abierto que aumenta aún más la afinidad de la enzima por la doble hélice. Los nucleótidos trifosfatos se añaden al extremo 3' de la RNA polimerasa procariota cadena en síntesis por complementariedad de la hebra molde de DNA La hidrólisis del enlace anhídrido proporciona energía para la síntesis del enlace fosfodiéster. Corta región de Hélice DNA-RNA La reacción se realiza en medio con pH neutro, que Transcripto de RNA recién sintetizado Doble hélice de DNA corriente abajo contiene sal de Mg2+, un agente protector de los grupos SH de la enzima, los 4 ribonucleótidos (rNTP) y del DNA bicatenario que contiene un promotor como Dirección de Hebra plantilla molde. de DNA la transcripción Mg2+ en el En Escherichia coli, una sola RNA polimerasa cataliza la sitio activo Canal de entrada de ribonucleósido síntesis de todos los RNA de la célula (incluyendo el RNA trifosfato cebador necesario para la replicación del DNA)  ¡¡¡¡¡¡Importante NO olvidar!!!!!!  La molécula de DNA está compuesta por una cadena molde (o cadena anti codificante) dirigida por definición de 3' a 5' y que sirve como su nombre indica de molde al RNA-polimerasa,  Una cadena complementaria dirigida por definición de 5' a 3' y con una secuencia idéntica al RNA transcrito aparte del hecho de que la timina es cambiada por la uridina.  El RNA mensajero es monocatenario y dirigido como la cadena de codificación 5' a 3' 5’ TTACCTG 3' (Hebra complementaria) DNA RNA 5’ UUACCUG 3' 3’ AATGGAC 5' (Hebra molde)  La transcripción en procariotas se divide en:  El promotor es una secuencia de unos 100 nucleótidos situada en la región reguladora que indica el inicio de la Pre- iniciación transcripción. Se encuentra corriente arriba del sitio de iniciación y lleva (procariotas) elementos de secuencia reconocidos por la RNA-polimerasa y que determinan el sentido de la transcripción.  El promotor consiste en secuencias cortas conservadas de una unidad de transcripción a otra y denominadas secuencias Pre- iniciación de consenso: (procariotas) En -10 del sitio de iniciación se encuentra la caja TATA o Pribnow: «TATAAT» En el sitio de iniciación -35 encontramos: «TTGACA» La eficacia de un promotor se define por el número relativo de iniciación por unidad de tiempo (velocidad de transcripción). Depende de la proporción de los pares de bases A-T con respecto a los pares de bases C-G, de la posición de las secuencias en -35 y en -10, de hecho, cuanto más las secuencias de consenso están cerca del sitio de iniciación más fuerte será el promotor y finalmente la fuerza de interacción de la RNA-polimerasa con el promotor. ¿Cuál es la diferencia entre los elementos cis y trans? Los elementos cis-reguladores y los elementos trans-reguladores son dos tipos de segmentos del DNA que tienen funciones distintas en la regulación génica. Los elementos reguladores cis son secuencias de DNA situadas cerca del gen que regulan, mientras que los elementos reguladores trans son genes o proteínas que pueden regular la expresión de genes diana situados en diferentes moléculas de DNA.  Dirección de la transcripción Algunos genes se transcriben utilizando una cadena de DNA como plantilla, mientras que otros se transcriben utilizando la otra cadena de DNA. La dirección de la transcripción está determinada por la orientación del promotor al principio de cada gen (puntas de flecha verdes). Este diagrama muestra aproximadamente el 0,2% (9000 pares de bases) del cromosoma E. coli. Los genes transcritos de izquierda a derecha usan la cadena inferior del DNA como plantilla; los transcritos de derecha a izquierda usan la cadena superior como plantilla. El DNA que no se transcribe está indicado en gris. Transcripción de DNA procariotas  mRNA, snoRNA, siRNA, lncRNA, 5S rRNA, snRNA (Núcleo) tRNA, snRNA rRNA: 5.8S, (Núcleo) 18S, 28S (Nucleolo) ARN polimerasa Arqueas Diferencias estructurales entre la RNA pol de bacterias y la RNA pol II RNA polimerasa (procariotas) RNA polimerasa II (eucariotas) Requiere solamente un factor Requieren muchos factores único de iniciación de tales, llamados transcripción (σ) para colectivamente los factores comenzar la transcripción generales de la transcripción La iniciación está totalmente La iniciación de la desvinculada de la presencia transcripción eucariótica debe de histonas tener lugar en el DNA que se empaqueta en nucleosomas y formas de orden superior de estructura de cromatina