Transcripción en Procariotas PDF

Transcripción en Procariotas Las RNA polimerasas necesitan un molde de DNA codificante, la hebra molde es sobre la que se sintetiza el RNA, la otra es la codificante y tiene la misma secuencia que el RNA sintetizado. Se transcribe sólo una de las hebras, pero distintos genes se pueden transcribir e...

Transcripción en Procariotas Las RNA polimerasas necesitan un molde de DNA codificante, la hebra molde es sobre la que se sintetiza el RNA, la otra es la codificante y tiene la misma secuencia que el RNA sintetizado. Se transcribe sólo una de las hebras, pero distintos genes se pueden transcribir en hebras distintas. RNA de cadena simple, NO cebador porque RNA polimerasa como primasa pone directamente el primer nucleótido, usa NTPs y libera PPi, en dirección 5’-3’, v=50-100 nucleótidos por segundo. No tienen actividad exonucleasa aunque corrigen errores, fidelidad bastante más pequeña que DNA polimerasa. Actividad helicasa, necesitan topoisomerasas para desenrollar la hélice DNA. Tasa de error de 1 cada 10 a la 4 o a la5, no importa que haya DNAm incorrecto porque su vida media es muy corta. Hay secuencias específicas en el DNA que marcan el inicio y final además indican cual es la hebra molde: promotores y señales de terminación. Inicio: RNA polimerasas reconoce las secuencias consenso del promotor y se une a ellas dando el complejo RNA polimerasa-promotor. Avanza sobre el gen desenrollando y separando las dos hebras dando la burbuja de replicación de 17 pares de bases. Mientras se transcribe forma un dímero DNA-RNA que es de 8 pares de base y entra dirección 3’-5’. En la burbuja queda la cadena 3’-5’ que sirve como molde, leyendo en esta dirección y la hebra transcrita 5’-3’ que indica la secuencia del gen de la hebra codificante. La transcripción es electiva. Cada gen hay una hebra de DNA que actúa como codificante y otra como molde, pero distintos genes pueden usar distintas hebras. Significa que la síntesis de RNA de distintos genes puede ser en diferentes direcciones, si cambia la dirección , cambia la hebra molde. En E.Coli solo hay un RNA polimerasa, con 5 subunidades núcleo que actúan conjuntamente en la síntesis + una subunidad sigma que reconoce la secuencia promotora y se separa , Holoenzima. Promotores bacterianos: regiones no codificantes que poseen secuencias consenso de bases de DNA que indican donde comienza un gen y el nucleótido por el que se debe comenzar la transcripción, son reconocidos por la subunidad sigma de RNA polimerasa, señalan a la hebra molde y modulan la eficiencia de la transcripción. Unidad de transcripción bacteriana: en el extremo 5’ está la secuencia promotora y en el 3’ la terminación. Llamamos +1 al sitio donde se colocará el primer nucleótido. -35 y -10 son regiones del promotor que se encuentran en ambas hebras. DNA se abre en +1 entre este y AUG hay una regió que no se transcribe y entre el STOP y la secuencia de terminación también. Antes de los promotores upstream y detrás terminación downstream. Promotores estándar: reconocidos por una subunidad sigma 70, siempre en bacterias porque los genes son continuos y necesarios. Sitios de reconocimiento de -35 y -10. La región -10 tienen entre 6-8 bases, después hay un espaciador de unas 16 bases y -35 con 6 bases. A partir de la secuencia elaboramos la secuencia consenso. Secuencia consenso: no pertenece a ningún gen, sino que cada uno de los puntos de la secuencia se pone la base que aparece con mayor frecuencia en los genes, secuencia + probable, ideal por lo que no hay ningún gen que lo tenga. Cuánto más se aproxime la secuencia de un gen a la secuencia consenso más eficiente será la transcripción y mejor se unirá la RNA polimerasa. Siempre secuencias de la hebra codificante aunque RNA polim se una a la molde. Tipos sigma: diferentes tipos reconocen promotores que aparecen en situaciones excepcionales. Promotor choque térmico por sigma 32 activa la transcripción de una serie de genes que permiten a la bacteria sobrevivir en situaciones de tº alta (estrés térmico). Cuando la bacteria tiene poco nitrógeno se activa sigma 54, reconoce promotor carencia de nitrógeno. Ciclo sigma: RNA polimerasa se une a cualquier sigma, cada uno de estos controla un cierto número de genes, la expresión génica controlada por la abundancia de cada tipo de sigma La RNA polimerasa se une a la sigma más abundante (sigma 70), la fijación requiere de 2 pasos para la formación de los complejos cerrado y abierto. El holoenzima de RNA polimerasas se fija al DNA y migra hasta el promotor, formando el complejo cerrado en -35, luego migra a -10, el DNA enrollado se desenrolla unas 17 pares de bases y RNA polimerasa se une más fuerte a está región que es el complejo abierto. Se comienza la transcripción y empieza la síntesis de RNA mensajero. Subunidad sigma se libera al salir del promotor quedando solo el núcleo polimerasa. Finaliza con la llegada de las secuencias de terminación. Puede darse la traducción simultánea de un gen por varias RNAs polimerasas, los RNAm en hilera hacia arriba y hacia abajo del DNA transcrito y se liberan al citoplasma para ser traducidos. A los RNAm que salen se les nen ribosomas y comienza la traducción. Elongación DNA: A medida que RNA polimerasa avanza coloca nucleótidos complementarios, se aparea con DNA molde y propia RNA polimerasa cataliza la formación de enlaces fosfodiéster que los unen entre sí. Cadena crece 5’-3’ sobre molde 3’-5’. A medida que DNA se transcribe la burbujas se desplaza por la cadena. Muchas RNAs polimerasas en un gen mucho RNAm. Terminación de la transcripción: RNA polimerasa encuentra la secuencia terminadora, extremo OH 3’ se libera y burbuja se cierra. 2 tipos. -​ Independiente de rho: secuencias palíndromos dan lazo por apareamiento interno que desestabilizan la RNA-DNA, se sintetizan muchos AU que son inestables, y se disocia el complejo liberando la RNA polimerasa, también se puede unir a NusA que facilita la terminación.  -​ Mediada por rho: RNA tiene sitios de unión específicos para helicasa rho (rut). Secuencias palindrómicas que forman lazo pero NO AU, RNA polimerasa se detiene en estas secuencias y la enzima Rho separa las hebras destruyendo el híbrido DNA/RNA, liberando la RNA polimerasa. La proteínas Rho es una helicasa dependiente de ATP que solo puede actuar en algunos RNAm. Transcripción en Eucariotas Transcripción en el núcleo y la traducción en el citoplasma, en compartimentos distinto pero en procariotas todo en el citoplasma. DNA unido a proteínas que son las histonas que dificulta a la RNA polimerasa y necesita factores de liberación. 3 RNAs polimerasas distintas y la de mitocondrias. 4 tipos de RNA ribosomal (5S, 5.8S, 18S y 28S) RNAm sufren muchas modificaciones: precursores -RNA transcrito primario- pre-RNA- RNAm traducible RNAm vida de unas horas. RNA polimerasas eucariótas: 1: RNAr 5.8S, 18S y 28S 2: RNAhn a RNA m, RNAmi y mayor parte de RNAsn y RNAsno 3: RNAt, RNAr 5S y algunos RNAsn Tipos: Los codificantes: RNAhn: RNA nuclear heterogéneo, precursores RNAm No codificantes: -​ snRNA: RNa nuclear pequeño de aprox 150 bases, implicado en el procesamiento (splicening; rotura y empalme de introne) de hnRNA(pre-RNA) -​ snoRNA: RNA nucleolar pequeño (nucleólo), implicado en procesamiento de rRNA, tRNA y snRNA. -​ miRNA: micro RNA de 19-25 bases, RNA de doble hebra implicado en la regulación de la expresión génica, inhibiendo la expresión de múltiples RNAm, poco específicos, se traducen menos proteínas -​ siRNA: RNA de interferencia o silenciamiento, de 21-33 bases, RNA de doble hebra y regula la expresión génica. Más específicos que los miRNA (solo 1 RNAm diana), impiden la traducción y degradan el mRNA. Inicio de la transcripción: promotores de la RNA polimerasa II en el lado 5’ del inicio como en la bacteriana. También pueden haber promotores en el lado 3’ (DPE) sobre todo cuando no hay caja TATA. RNA polimerasa no es capaz de reconocer directamente a los promotores, necesita los factores de transcripción (prot) capaces de unirse al DNA y junto con ellas dar el factor de transcripción activo. Hay generales TFII (A,B,C..) necesarios en la iniciación. Hay otros que son específicos de genes. Se unen a la secuencia específica de DNA y luego se unen entre ellos y la RNA polimerasa , con los factores se forma el complejo de iniciación de la transcripción por RNA polimerasa II. Letras A,B,C.. Indican los factores de transcripción TFIIA, TFIIB… El complejo de iniciación de la transcripción no es suficiente para conseguir una alta velocidad de transcripción RNAm. En eucariotas hay enhacers que son secuencias intensificadoras que incrementan la expresión actuando al inicio de la transcripción. Existen secuencias represoras que son inhibidoras. Pueden ejercer su efecto sobre promotores a miles de pares de bases de distancia. Activadores: proteínas se unen a los genes en sitios conocidos y actúan como intensificadores aumentando la transcripción Represores: se unen a series de genes específicos (a los silenciadores) disminuyendo los niveles de transcripción. Coactivadores: moléculas adaptadoras que integra señales de los activadores y también de los represores. Factores de transcripción basal: en respuesta a los activadores sitúan a la RNA polimerasa en el inicio y comienza la transcripción. Maduración del mRNA: en eucariotas el mRNA se sintetiza como una molécula larga de hnRNA que sufre 3 modificaciones antes de salir al citoplasma. En procariotas 3 tipos de rRNA se sintetiza como precursor largo que debe de cortarse, tRNA sufre muchas modificaciones, incluso la eliminación de intrones, mRNA vida media corta y no se modifican, los ribosomas llegan y dan la proteína.