MBC-5-M7-R1

Doris Vela ​ 2021

Modificaciones del ​ RNA mensajero

En bacterias: no existe procesamiento​ ​ DNAmRNA​ ​ En eucariotes: si existe un procesamiento (splicing y editing)​ ​ DNA  pre-RNA mRNA

Procesamiento del mRNA

Modificaciones del mRNA

Adición del capuchón de 7 metil guanosina en el extremo 5`​ ​ Protección el extremo 5`de ataque de las nucleasas​ Facilitar el transporte del mensajero desde el núcleo al citoplasma​ Facilitar el splicing de los intrones​ J uega un rol importante en el proceso de aclaje del RNAm a la subunidad 40s del ribosoma para la traducciòn

Capping

Son removidos los grupos fosfatos beta y gama del GTP (Guanosina 5´tri fosfato) y el grupo fosfato gama del nucleótido del preRNA​ ​ GMP (Guanosina 5´monofosfato) reacciona con el extremo 5´ del mRNA  guanilil transferasa​ ​ Se forma un puente 5´-5´​ ​ El extremo libre de la guanosina es metilado en el nitrógeno número 7 7-Metil guanosina  guanina metil transferasa​ ​ El capping sucede antes de que el preRNA tenga 30 nt Tanto la guanidil transferasa y la guanina metil transferasa son unidades CDT de la RNA polimerasa ll

Capping en RNA eucariote​

Terminación de la síntesis de mRNA

Todos mRNA eucariotes tienen series de hasta 250 adeninas en la posición 3´del transcrito​ ​ Estas adeninas no son específicadas en el templado de ADN​ ​ Las adeninas son añadidas al transcrito de mRNA por proteinas independientes del templado de ADN que se unen a la CTD de la RNA polimerasa.​ ​ Poly-adeninación es un mecanismo inherente de la transcripción

Poliadenilacion del mRNA

Splicing de intrones​

Splicing de intrones ​ (Eucariotes)

3) autosplicing intrones grupo II

2) autosplicing

Tres tipos de splicing:​ 1)Spliceosoma intrones grupo I

Splicing de intrones ​ (Eucariotes)

Splicing de intrones ​ (Eucariotes)

Splicing alternativo

Splicing es propio de los eucariotes ​ Estadio regulatorio en la expresión génica​ ​ Mecanismo conservado y controlado por el spliceosoma​ ​ Podría explicar la discrepancia entre los ~24.000 genes codificantes (proteinas) y las 100.000 diferentes proteinas sintetizadas por el genoma humano​ ​ >90 % de los genes humanos están sometidos a splicing alternativo​ ​ Exones constitutivos y exones alternativos (facultativos)

Splicing alternativo​

Splicing alternativo​

Splicing alternativo​

Epigenética

La epigenética es el estudio de modificaciones en la expresión de los genes (activación y desactivación) que no obedecen a una alteración de la secuencia del ADN y que son heredables. ​ ​ Los factores ambientales son los principales estímulos para las modificaciones epigenéticas.​ ​ El epigenoma se compone de las moléculas que modifican, o marcan, el genoma, por tanto, le dicen qué hacer, dónde hacerlo y cuándo hacerlo. ​ ​ Células diferentes tienen diferentes marcas epigenéticas.​ ​ Las marcas epigenéticas, que no forman parte del propio ADN, pueden ser transmitidas de una célula a otra durante la división celular, y de una generación a la otra.

• Metilación del ADN​

​

• Modificación de la cromatina (histonas)​

• Small RNAs

Mecanismos de control epigenético:

Mecanismos epigenéticos de control de la expresión génica​

Regulación epigenética​

siRNAs small interference RNAs​miRNAs micro RNAs​ piRNAS piwi interacting RNAs

Small RNAs/ RNAi

Base modificada similar a la citosina pero con diferentes propiedades

Metilación del DNA​ 5-metil citosina

La metilación es la adición de un grupo metilo (-CH3) a una molécula.​ La metilación CpG en el DNA se hereda a la siguiente generación debido a que las DNA-metiltransferasas vuelven a metilar en CpG

Metilación del DNA​

Patrones de Metilación de ADN​

Fungi: Solamente ADN repetitivo es metilado. No se reporta metilación de las regiones génicas​. Arabidopsis: Tienen un modelo de metilación en mosaico que asemeja a los invertebrados. ADN repetitivo es el principal objetivo de metilación. 20% del genoma adulto es metilado. Genes son metilados. Invertebrados: Tienen un modelo de “metilación en mosaico” en donde dominios de DNA fuertemente metilado son dispersos con regiones de ADN no metilado. ≈ 60% de los genes (housekeeping genes) de Ciona muestran evidence de metilación en regiones génicas; genes altamente expresados no son metilados. TEs no son preferencialmente metilados. Mamíferos son globalmente metilados. Genes, transposones y regiones intergénicas son objetos para CpG metilación. Regiones no metiladas (mayormente CGIs) constituyen el 1-2 % de el total. Plantas: Tienen las mayores tasas de metilación entre eucariotes, con el 50 % de citosinas siendo metiladas en algunas especies. En el maiz, las altas tasas de metilación pueden ser explicadas en función de cantidad de transposones.

Diferencias en el nivel de metilación de la misma región genómica en diferentes tejidos​ Variación de metilación en cada individuo​ Cada tejido tiene un diferente patrón de metilación

Diferencias en los niveles de metilación del DNA​

De/Acetilación​ ​ Metilación​ ​ Fosforilación​ ​ Ubiquitinación La ubiquitina es una proteína que aparece naturalmente en ​células eucariotas. Su función es la de marcar otras ​ proteínas para su destrucción (proteólisis).

Modificaciones en Histonas​

Histone modifications such as lysine acetylation, lysine or arginine methylation, serine and threonine phosphorylation (S/T), lysine ubiquitylation (Ub), or sumoylation (SU) are catalyzed and removed by different enzymes known as “writers” or “erasers,” respectively. Modified residues are recognized and interpreted by different protein modules, known as “readers.” K indicates lysine; R, arginine; S, serine; T, threonine; Cit, citrulline

Modificaciones en Histonas​

Adición de grupos metilo a las bases​ Metilación CpG es más frecuente​ Metilación necesita acompañarse de modificación de las histonas

Metilación del DNA y Modificación de las histonas

Epigenetics: The DNA Methylation Profile of Tissue-Dependent and Differentially Methylated Regions in Cells​ J. Ohganea, ​ S. Yagia, ​ K. Shiotaa,

Silenciamiento y Activación del DNA por Metilación de las Histonas​