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Transcripción en eucariontes
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Diferentes tipos de RNA polimerasas
1. RNA Polimerasa I sintetiza RNA ribosomal (rRNA) 5.8S,
18S y 28S.
2. RNA Polimerasa II sintetiza RNAs mensajeros (mRNA),
RNAs pequeños nucleolares (snoRNA), micro RNAs (miRNA),
RNAs pequeños interferentes (siRNA) y la mayoría de RNAs
pequeños nucleares (snRNA).
3. RNA polimerasa III sintetiza RNAs de transferencia
(tRNAs), rRNA 5S y algunos RNAs pequeños nucleares (snRNAs).
En plantas hay RNA Polimerasa IV y V involucradas en la síntesis
de ciertos siRNAs y silenciamiento epigenético.
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La Topología del DNA
eucarionte impone mayor
limitación al acceso de la
RNA polimerasa y factores
de transcripción
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Organización nuclear eucarionte
Territorios cromosómicos
Nucleolo
Fábricas transcripcionales
Poros nucleares
Complejos ribo-
nucleoprotéicos
nucleares
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Chakalova et al., 2005
Fábricas transcripcionales
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B A
EUCROMATINA VS HETEROCROMATINA
Transcripción
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Proteínas modificadoras
de Histonas
Remodeladores de
cromatina
Factores de Transcripción
y RNA polimerasa
Otros Remodeladores de
cromatina
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Promotores Basales eucariontes Clase II (RNA pol II) para mRNAs
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Bacteria
Eucariontes INICIO
Complejo cerrado
Unión Holoenzima
Complejo abierto
Síntesis de RNA
Escape del promotor
Unión TBP
Cambio conformacional
Unión TFIIB
Unión RNA pol II y TFIIF
Complejo de pre-inicio
Unión TFIIE y TFIIH
Complejo de inicio
Escape del promotor
Liberación de Sigma
Fosforilación de CTD
De RNA pol II y liberación
De varios factores TFII
Síntesis de RNA
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Factores Basales de transcripción Clase II (TFII)
TFIID: TBP (proteína de unión a caja TATA) y factores
accesorios
TFIIA: Estabiliza la unión de TFIID
TFIIB: Ayuda a posicionar al complejo de factores y la RNA
pol II sobre el promotor
TFIIF: Proporciona la ocupación de 30 pb, tiene actividad de
helicasa para abrir la doble cadena en el sitio +1
TFIIE: Recluta a TFIIH y regula sus actividades de helicasa y
cinasa
TFIIH: Complejo de 9 subunidades: actividad de helicasa
para abrir la doble hélice e iniciar transcripción; actividad de
cinasa para fosforilar el Dominio Carboxilo Terminal (CTD)
de la RNA pol II y permitir escape del promotor; actividad de
exonucleasa para reparar errores en NER
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La unión de TBP a un sitio TATA distorsiona la cadena y permite el reconocimiento del sitio +1 por las tres polimerasas eucariontes
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La RNA polimerasa II - 12 subunidades formando un complejo de mas de 500 kDa
RNA pol bacteriana
cola que se fosforila (CTD)
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Esquema General del Complejo Transcripcional Eucarionte
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TFs: Factores basales de transcripción; TFI (RNA pol I), TFII (RNA pol
II), TFIII (RNA pol III)
TAFs: Factores de transcripción accesorios (facilitan la unión de TFs)
Activadores: Proteínas que unen secuencias distantes en el DNA
llamadas “enhancer” o “intensificador” y estimulan la transcripción
Represores: Proteínas que unen secuencias distantes en el DNA
llamadas “silencer” o “silenciador” y reprimen la transcripción
MEDIADOR: Complejo MULTI-proteico que comunica a los
Activadores/Represores con TFs/TAFs para REGULAR los niveles de
Transcripción (NO se une directamente al DNA)
PIC: Complejo de pre-inicio de la transcripción
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Unidades transcripcionales Clase I (Transcritos por RNA pol I)
ARN ribosomal 18S, 28S, 5.8S
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Los promotores de Clase III (RNA pol III) se distinguen por
ubicarse dentro de la región que se transcribe (entre +41 y +87)
Unidades transcripcionales de tRNAs y rRNA 5S, otros snRNAs
El complejo de RNA pol III es el mas grande y pesa 700 kDa
Unidades transcripcionales Clase III (Transcritos por RNA pol III)
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ELONGACIÓN Bacteria
Eucariontes
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ELONGACIÓN Eucariontes
Modificación del
extremo 5’ del RNA
Modificación del
extremo 3’ del RNA Remoción de intrones
mRNA
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1. Capping
1) La fosfatasa remueve un
fosfato del 5´
2) Una guanil transferasa
agrega GMP
3) Una metil transferasa
agrega el grupo metilo
Adición de “cap”
(7mGpppN) en el extremo 5’
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¿Para qué el 5’ Cap?
1. Le da estabilidad al mRNA en el extremo 5’ (evita
corte por exonucleasas de RNA).
2. Permite la exportación nuclear del mRNA, o en su
caso la retención en el núcleo.
3. Posibilita el inicio de la traducción en mRNAs
eucariontes.
4. Promueve la degradación de mRNAs cuando están
las señales celulares apropiadas.
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Corte en la unión exón-
intrón; junta dos exones
Dos reacciones de trans-
esterificación
Catalizadas por RNA;
RIBOZIMA
2. Remoción de intrones (splicing)
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Existen secuencias específicas en los límites exón-intrón y una
Adenina en contexto de secuencia que promueve la catálisis
R= purinas
Y= pirimidinas
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Los snRNAs forman parte de
partículas ribonucleoprotéicas
(snRNPs): U1, U2, U4, U5, U6
Además participan otras
proteínas como BBP y U2AF
Una molécula de RNA (snRNA) es responsable del
corte: actividad RIBOZIMA
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Puede existir corte alternativo de intrones/exones en el pre-mRNA
(Splicing altenativo)
Un gen
5 mRNAs maduros 5 proteínas diferentes
Fuente de variabilidad genética, dependiendo de tejido, desarrollo, etc.
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2. Poliadenilación en extremo 3’ TERMINACIÓN
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Proteínas específicas reconocen las secuencias de
poliadenilación
TERMINACIÓN
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El RNA es cortado y la enzima
Poli-A polimerasa (PAP)
agrega Adeninas (50-250)
TERMINACIÓN
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Proteínas de unión a la
cola de poli A se unen
(PABP)
TERMINACIÓN
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El receptor de exporte nuclear dirige la salida del mRNA
del núcleo al citoplasma
La salida del mRNA es coordinada por proteínas
unidas a la molécula:
CBC: Complejo de proteínas de unión al “5’ Cap”
EJC: Complejo de “splicing” de intrones
PABP: Proteína de unión a cola de poli A
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Inhibidores de la transcripción eucarionte
+
N
H
Sar
L-Pro L-meVal
D-Val
L-Thr
O
Sar
L-Pro L-meVal
D-Val
L-Thr
O
O O C C
N NH2
O O
CH3 CH3
Acridina
Actinomicina D
Se intercala entre
bases G y C
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a-amanitina
Es un octapéptido bicíclico
que se obtiene del hongo
Amanita phalloides. Inhibe la
transcripción de la RNA
polimerasa II eucarionte.
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Procariontes Eucariontes
1. Todas las especies de RNA son
sintetizadas por la misma especie de
RNA polimerasa.
1. Hay 3 diferentes RNA polimerasas
responsables de la transcripción de
diferentes moléculas de RNA
2. El mRNA se traduce durante la
transcripción.
2. El mRNA es procesado antes de ser
transportado a citoplasma (adición de
CAP, cola de poliA, splicing
3. Los genes son segmentos contiguos
de DNA alineados ininterrumpidamente
con el RNA traducido a proteína.
3. Los genes frecuentemente se
interrumpen por intrones.
4. Los mRNAs son frecuentemente
policistrónicos (operones)
4. Los mRNAs son monocistrónicos
5. La RNA polimerasa solo requiere a
sigma para reconocer el promotor
5. Las RNA polimerasas requieren
múltiples factores de transcripción
adicionales para reconocer el promotor.
6. No hay procesamiento co- y post-
transcripcional del mRNA
6. El mRNA sufre procesamiento extenso
durante y después de la transcripción
Resumen