Transcripción

Expresión génica

By Gregory

Transcripción

Traducción

Transcripción

Proceso que forma parte de la expresión génica.

Consiste en contenida en la secuencia de nucleótidos de ADN, a un polinucleótido de

copiar la información

ARN.

Diferencias entre Procariotas y Eucariotas.

Ya sabemos que No todo el DNA contiene información para la sístesis de proteínas. Dicho de otra forma, no todo el DNA son genes que se tengan que transcribir y traducir.

No todo el DNA es codificante.

Esto abre varios interrogantes: ¿Cómo sabe la enzima lo que tiene que copiar? ¿Cómo sabe cuál es la secuencia que SÍ tiene que copiar?

Fases

INICIACIÓN

ELONGACIÓN

TERMINACIÓN

Dirección

Asimetría

Complementariedad

Características

Puntos a no olvidar

RNA polimerasa

procariotas

La RNApol de procariotas es una holoenzima que está formada por cuatro subunidades, 1 subunidad beta, 1 beta', 1 alfa y otra alfa', formando el denominado Core Enzyme (Núcleo central).

Al core se le une una subunidad sigma (factor sigma). Este es necesario para poder reconocer el promotor. La enzima recorre el DNA hasta que sigma encuentra al promotor. Una vez ocurre esto, la RNApol abre la cadena de DNA. Se suelta el factor sigma y el Core de la RNApol comienza a copiar la hebra de DNA que actua de molde, sintetizando el ARN.

Terminación dependiente de rho

Terminación independiente de rho

Aguas arriba de +1 / upstream

Aguas abajo / downstream

Las secuencias de los promotores en procariotas guardan todas unas homologías como son la región conocida como TATA box que se encuentra en una posición -10 upstream (corriente arriba) y otra gegión a -35. Estas dos secuencias son características de los promotores de procariotas.

RNApol de Eucariotas

1. La ARNpol I sintetiza los precursores del ARN ribosómico (ARNr).

2. La ARNpol II produce ARN heterogéneo nuclear (ARNhn) que tras el procesamiento da lugar a los ARN mensajeros (ARNm) que se traducen a proteínas.

3. La ARNpol III transcribe los precursores de los ARN transferentes (ARNt), los ARNnp, ARNnc y los genes para el ARN 5S que forma parte de la subunidad grande de los ribosomas.

Las ARNpol o trasncriptasas, a diferencia de lo que ocurre con las ADN polimerasas, carecen de función "correctora de pruebas". Esta diferencia se debe en primer lugar a que los transcritos son cortos y la probabilidad de que uno de los ARN posea una alteración es baja, y en segundo lugar a que la vida media de los ARN es corta y pronto se vuelve a sintetizar otro ARN nuevo. Por consiguiente el que exista un ARN con una alteración no es grave ya que durará poco y será remplazado pronto por otro nuevo sin la alteración. Sin embargo, un error en la replicación del ADN puede transmitirse a todas las células que deriven por división de la célula afectada.

En las células existen diferentes tipos de ARN. Por un lado están los ARN funcionales, o ARN que tienen una función o actividad en la célula y que no se traducen a proteína. Dentro de esta categoría están el ARN ribosómico (ARN-r) que forma parte de los ribosomas que intervienen en la traducción, los ARN transferentes (ARN-t) cuya función es transportar a los aminoácidos durante el proceso de traducción, los ARN nucleares pequeños (ARN-np) que interaccionan con proteínas formando los complejos de ribonucleoproteínas necesarios para el procesamiento de los transcritos en el núcleo y los ARN citoplásmicos pequeños (ARNcp) que intervienen en el trasporte de los polipéptidos en las células eucarióticas. Por otro lado, están los ARN informativos que son los que se van a traducir a proteínas. Estos ARN informativos son los ARN mensajeros (ARN-m). En bacterias el transcrito primario, tal y como se sintetiza ya es el ARN-m maduro que se traduce a proteínas. En eucariontes, el ARN recién transcrito se denomina ARN heterogéneo nuclear (ARN-hn) y es un pre-ARN-m que es procesado antes de convertirse en el ARN-m maduro que posteriormente se traducirá a proteína.

En la transcripción se lee una sola de las hebras del ADN. A la que sirve de molde se le da el nombre de hebra codificadora.

El transcrito primario presenta una secuencia igual a la hebra estabilizadora y es complementario a la hélice codificadora

La asimetría en la transcripción hace referencia a que cada una de las hebras del ADN puede ser transcrita. Dicho de otro modo, los diferentes genes pueden estar en hebras alternas en el ADN.

En la imagen vemos la transcripción de dos genes diferentes. Para el gen 1 la hebra molde (hebra +) es la de "abajo". Mientras que para el gen 2 la hebra molde es la de "arriba".

Términos a tener en cuenta en la transcripción

En esta imagen observamos una burbuja de transcripción, vemos como la RNApol avanza en dirección 5'->3' sintetizando el nuevo polinucleótido de ARN.

Sólo una de las hebras del ADN es copiada.

En el detalle se muestra cómo tiene lugar la incorporación de un nuevo ribonucleótido a la cadena en crecimiento. Los nucléotidos que se incorporan deben ser nucleótidos trifosfato (NTP's)

En eucariotas la iniciación de la transcripción es más compleja que la de E. coli.Depende de la presencia de Factores proteicos de transcripción (TF). La mayoría de las secuencias promotoras eucarióticas se encuentran antes (o "aguas arriba") de la primera base transcrita, aunque algunos promotores de la ARN Pol III se localizan después de la primera base transcrita ("aguas abajo").

Los TF interac-cionan con las ARNpol para iniciar la transcripción.

Existen tres tipos de Factores proteicos de transcripción (TF):

necesarios para el comienzo de la síntesis de ARN.

Factores basales

reconocen secuencias consenso cortas situadas antes del punto de iniciación cuya actividad no está regulada, de manera que se unen a cualquier promotor que contenga estas secuencias.

Factores que actúan aguas arriba

Factores inducibles

reconocen secuencias consenso cortas situadas antes del punto de iniciación cuya actividad si está regulada. Estos factores inducibles son sintetizados o ac-

tivados en diferentes tejidos y momentos del desarrollo controlando los patrones de transcripción en diferentes lugares (tejidos).

Los promotores que tienen secuencias que solamente son reconocidas por factores basales y factores que actúan aguas arriba, corresponden a genes que se expresan de manera constitutiva (se expresan siempre) en todos los tejidos. Se trata de los genes encargados del metabolismo básico de la célula involucrados en el buen funcionamiento celular. A estos genes se les ha denominado genes "Housekeeping", es decir, los genes que guardan o mantienen la casa.

Los ARNm de procariotas tienen en su secuencia la información para varias proteínas.

Estas proteínas suelen estar relacionadas con un mismo proceso.

Por ejemplo, las que se muestran en la figura están relacionadas con la utilización de la lactosa como fuente de energía.

Los ARNm de eucariotas tienen en su secuencia la información sólo para una proteína.

En procariotas, la transcripción y la traducción ocurren al mismo tiempo y en el mismo lugar, el citoplasma.

Vemos en la imagen como la RNApol está copiando una de las hebras del ADN. Al mismo tiempo ha comenzado la traducción, antes de haber terminado la transcripción.

En eucariotas, la transcripción y la traducción están separadas en el tiempo y en el espacio.

Vemos en la imagen como la RNApol está copiando una de las hebras del ADN en el núcleo (transcripción). El transcrito primario o pre-RNA es madurado y transformado en mRNA.Posteriormente sale del núcleo por los poros nucleares y en el citoplasma, se lee su mensaje y se produce la traducción.

Henrietta Lacks, ingresó en el Hospital John Hopkins. Sufría de cáncer de cuello uterino. El tejido de su segunda biopsia fue entregado al Dr. George Gey, director de investigación de cultivo de tejidos en Hopkins. Gey había estado tratando desde hace mucho tiempo de crear una línea celular "inmortal" que supliera a los investigadores con un suministro interminable de células que no morirían, dando así una nueva ventaja al método de estudio de la función celular. Henrietta Lacks murió el 4 de octubre de 1951. Las células HeLa se convirtieron en los caballos de batalla de los laboratorios en todo el mundo.El Dr. Jonas Salk de la Facultad de Medicina de Pittsburg había intentado producir una vacuna para el virus de la polio que estaba matando o paralizando a millones en todo el mundo. Las células HeLa fueron perfectas para que probara su vacuna. Para 1955 había creado con éxito la vacuna que casi erradicaría la temida enfermedad.Las células HeLa eran asombrosamente robustas. Podrían enviarse y almacenarse fácilmente. Pronto comenzaron a comprarse y venderse comercialmente, creando una industria de millones de dólares. El Dr. Gey había regalado las líneas celulares que había creado sin ganar dinero con eso. Pero nunca imaginó que estas células se convertirían en una parte indispensable de la investigación que lleva a la producción de medicamentos para el cáncer, Parkinson, además de ser probadas en el espacio, probadas por la sensibilidad humana a colas, tintes, cosméticos y una variedad de otros productos.En 2010, la periodista Rebecca Skloot publicó su libro "La vida inmortal de Henrietta Lacks", que se convirtió en un best-seller al presentar esta historia ante el mundo.

RNAm eucariótico: maduración

Procesamiento del ARN 45S en Eucariotas

Los ARNr de eucariotas que forman parte del ribosoma, se forman a partir de un único transcrito primario de 45S que se transcribe a partir del DNA presente en el nucleolo.

Este ARN nucleolar o 45S, se corta en sitios específicos para dar lugar a tres ARNr.

Tipos de genes

No todos los genes son iguales.

No todos los genes son transcritos.

Aquel principio que decía: "Un gen una proteína", hoy en día sabemos que no es cierto.

Un gen es un segmento de ADN que contiene información sobre el proceso de síntesis de una proteína o sobre el control de la misma.

99 %

iguales

Genoma: conjunto de genes de un individuo o de una especie.