sábado, 5 de mayo de 2012

CONCLUSIÓN FINAL DE LA UNIDAD NUMERO 6

De acuerdo a los temas vistos de la unidad numero 6 llamada Transcripción Genética, puedo decir que se cumplió con el objetivo planteado de la unidad puesto que durante las clases vistas, conocimos los eventos de síntesis del ARN como molécula precursora de la síntesis proteica,como se iba formando el proceso, cuales fueron esas enzimas que intervinieron, y lo empleamos con la importancia en el funcionamiento de los seres vivos.  Nos relacionamos con el proceso de Transcripción que es  cuando se forma una cadena de ARNm por una secuencia particular de ADN, y antes de que termine la transcripción, el ARNm comienza a desprenderse del ADN. Aprendimos que este proceso se divide en tres etapas que son: Iniciación, Elongación y Terminación. Este proceso lo vimos en Organismos Procarióticos tanto en Organismos Eucarióticos, asi como estudiamos también las diferencias entre la transcripción procariótica y eucariótica que presentan, como por ejemplo que en Eucariontas solo tiene un tipo de ARN-polimerasa y en Procariontas tienen tres tipos de ARN-polimerasa que son; ARN polimerasa I: ARN r, ARN-polimerasa II : ARNm, y ARN-polimerasa III: ARN t. En el ultimo tema, aprendimos que; Las diferencias entre los procariotas y las eucariotas relativas a la maduración del RNA se centran en el mRNA, y que además del ayuste, sufren una serie de modificaciones en 5’ y en 3’ que, de forma sucesiva o simultánea, van a ocurrir en el núcleo.
Estas modificaciones son: Adición de la Caperuza, Poliadenilación, Ayuste de Intrones nucleares, y Riboedición (Correcion del mRNA).
En lo personal, con los problemas que me presente es que esta unidad estuvo un poco extensa, y un poco confusa el proceso, pero siempre leyendo muchas veces, se logra comprender de lo que se esta hablando, solo queda repasar más el tema, para cuando se llegue el dia del examen, emplear mis conocimientos adquiridos.

6.2.2 MODIFICACIONES POSTRANSCRIPCIONALES DEL RNA MENSAJERO

Los productos inmediatos de la transcripción se denominan transcritos primarios y no son necesariamente funcionales; muchos de ellos son específicamente alterados en varias formas. Estas modificaciones no son iguales para todos los tipos de ARN, cada uno tienen sus propias particularidades.


Los procesos de maduración son los que llevan a los transcritos primarios a convertirse en transcritos maduras.
Todos estos procesos ocurren mientras el RNA se está transcribiendo, demostrándose en algunos casos la interdependencia entre transcripción y maduración.
Las diferencias entre los procariotas y las eucariotas relativas a la maduración del RNA se centran en el mRNA, además del ayuste, sufre una serie de modificaciones en 5’ y en 3’ que, de forma sucesiva o simultánea, van a ocurrir en el núcleo.

Estas modificaciones son:
Adición de la Caperuza
Poliadenilación
Ayuste de Intrones nucleares
Riboedición (Correcion del mRNA)
 
ADICIÓN DE LA CAPERUZA
La caperuza o casquete de los mRNA es un 7-metilguanilato unido al primer nucleótido del RNA por un enlace 5’-5’ trifosfato. Esto hace que la guanosina añadida se una en sentido opuesto al del resto de la cadena polinucleotídica

Algunas funciones de la caperuza son:

*Proteger la molécula frente a la acción de exonucleasas inespecíficas.

*Marcar el hnRNA como sustrato de otras reacciones de procesamiento en el núcleo.

*Ayudar a los ribosomas a reconocer el mRNA para iniciar la traducción; se ha visto que la caperuza es reconocida por uno de los factores de traducción, aunque no es una etapa imprescindible.

*Ayudar al desalojo del promotor en el comienzo de la elongación, o sea, a la eliminación de los factores de iniciación que no se necesitan en la elongación. O lo que es lo mismo: intervenir en el paso de iniciación a elongación

*Ayudar a procesar el primer intrón del transcrito.


POLIADENILACIÓN DE LOS MRNA
El extremo 3’ de los mRNA no se corresponde con la posición donde se termina la transcripción, sino que es más corto, aunque presente una secuencia adicional en 3’: la cola de poli-A. La presencia de esta cola es muy útil experimentalmente ya que permite la purificación de los mRNA celulares empleando técnicas de afinidad con soportes sólidos unidos a un oligo.
La poliadenilación está estrechamente ligada a la terminación pues el corte del RNA favorece la terminación al desestabilizar la interacción con la RNA-polimerasa.

                             

La  función de la Poliadenilacion del mRNA todavía no está clara:

*Parece intervenir en el transporte del mRNA al citoplasma.
*Parece determinar la duración de la semivida del mRNA.
*Interviene en la correcta o eficiente traducción del mRNA.
*Parece ser la señal que indica los hnRNA que van a madurar y los que no.
*Parece ser esencial para el ayuste del último intrón.


AYUSTE DE LOS INTRONES NUCLEARES
Este es un proceso que puede ocurrir mientras se está transcribiendo el gen o, más habitualmente, una vez que el gen completo está transcrito. La eliminación de un intrón de grupo III ,y también de los de grupo II está determinada por su secuencia o secuencia, pero no por su tamaño. Para definir un intrón se necesitan dos secuencias específicas en la unión intrón-exón, que se denominan sitio 5’ o donador y sitio 3’ o aceptor, así como una secuencia interna, denominada sitio de ramificación o CURAY, situada a 18-40 nt del sitio 3’.                                 
En conjunto, se llaman sitios o centros de ayuste. En los sitios 5’ y 3’ sólo dos nucleótidos son esenciales mientras que en el de ramificación solamente uno (marcados en mayor tamaño en la figura) por lo que los intrones comenzarán por GU y terminarán por AG. El resto de los nucleótidos pueden variar ligeramente sobre la secuencia consenso expuesta.



Formación del Ayustosoma:
Las etapas de formación del ayustosoma y eliminación del intrón se resumen en la siguiente figura:
La unión de U1 en el centro 5’ se produce gracias a la hibridación entre el snRNA U1 (o U11) y la secuencia del pre-mRNA. Se aparean de 5 a 7 nucleótidos, lo que justifica la gran conservación del sitio 5’.
  • La unión de U2 (o U12) al sitio de ramificación necesita ATP. La secuencia del snRNA es complementaria a la del sitio de ramificación, pero no aparea la A.
  • U4 y U6 se añaden en forma de un único complejo ya que las secuencias de sus snRNA son parcialmente complementarias.
  • La liberación de U1 y U4, con gasto de ATP, permite que U6 interaccione con U2. La doble hélice formada por U2/U6 forma el centro catalítico del ayustosoma
  • Tras la reacción de ayuste, las snRNP U2, U5 y U6 quedan unidas al lazo del intrón.


RIBOEDICIÓN: EDICIÓN O CORRECCIÓN DEL mRNA TRANSCRITO
En los mRNA de mitocondrias y cloroplastos de muchos organismos se producen cambios en la información contenida en el mRNA. Estos cambios de modificación o inserción de bases se denominan riboedición.
Los gRNA
La riboedición no se produce al azar sino específicamente gracias a una serie de pequeños RNA llamados RNA guía (gRNA) que están codificados en locus específicos del genoma. Los gRNA son moléculas de 60-80 nt que llevan unos bloques de poli(U) en el extremo 3’ y en su extremo 5’ la secuencia que ha de aparearse con el RNA a editar. Al hibridarse con el mRNA, determinan el sitio exacto donde se va a editar el mRNA. Donde el gRNA se ha apareado al mRNA se une la maquinaria necesaria (editosoma) que permite modificar la secuencia.
Los gRNA se transcriben como genes independientes, por lo que una mutación en una proteína cuyo RNA se edita puede hacerse mutando el propio gen, así como mutando su gRNA. La edición se realiza desde 3’ hacia 5’ en el transcrito, por lo que hay que esperar a que esté completamente transcrito y ayustado.

                          
Modificación de bases
Se varía la composición de bases, no su número. Lo más frecuente es el cambio C por U mediante la acción de una enzima denominada citidina-desaminasa. Otra modificación menos frecuente es la de A por G causada por la adenosina-desaminasa. Si en el DNA no hubiera T en lugar de U, las desaminaciones de la C no se detectarían como errores y se acumularían mutaciones. Estas desaminasas reconocen unos 26 nt alrededor del sitio a editar, que tienen que estar en forma de RNA bicatenario.

Inserción o deleción de bases
Esta riboedición provoca cambios más drásticos, como: 
  • Introducción en el mRNA de cox2 de 4 U en un punto que hace cambiar la pauta de lectura
  • Más de la mitad de los las bases del mRNA de cox3 son U que no estaban codificadas en el genoma.

Bibliografía:
http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/transcripcion%20eucarionte.html
Bioquimica y Biologia Molecular en línea
INFORMACIÓN ACTUALIZADA EN ESPAÑOL PARA LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE
DE ESTAS DISCIPLINAS CIENTÍFICAS

6.2.1 ETAPAS DE SÍNTESIS DEL ARN.

Al igual que en procariotas, las etapas básicas de la Transcripción en Eucariontas son la iniciación, la elongación y la terminación.
Para la transcripción son necesarios una serie de factores de transcripción que se nombran empezando por la abreviatura TF, le sigue el número de la polimerasa que reconoce, y termina por una letra que sirve para distinguirlos unos de otros.
Vídeo de la Transcripción en Eucariontas:
Iniciación
Es cuando se produce el reconocimiento del promotor y asociación de la polimerasa. Es la parte más compleja de la transcripción y sobre la que se ejercerán la mayoría de las actividades reguladoras. Debido al gran tamaño del genoma, los factores de transcripción y la polimerasa tienen muy difícil reconocer sus sitios específicos. Para conseguir especificidad se requieren mecanismos más intrincados como el superenrollamiento, poner en forma de heterocromatina las regiones de DNA que no se tienen que expresar con el objeto de disminuir la cantidad de DNA a rastrear.
La función del promotor es, facilitar la unión de la RNA-polimerasa al DNA y asegurar que el inicio de la transcripción se realice muy eficazmente y en un nucleótido determinado. El complejo de iniciación produce en la región de inicio de transcripción el desenrollamiento y separación de las dos cadenas del DNA, que es donde va a tener lugar la síntesis de la cadena de RNA. Esta estructura se desplazará por el DNA a medida que avanza la elongación, burbuja de transcripción. También se requiere la presencia de una DNA helicasa y la estabilización de la región desapareada con proteínas específicas. El proceso enzimático por el que se añaden los ribonucleótidos uno a uno a partir del primer nucleótido trifosfato es igual que el procariota.
Cada RNA-polimerasa reconoce un promotor específico y forma un complejo holoenzimático polimerasa diferente y característico.
Decondensación del DNA para la transcripción
Para poder iniciar una transcripción, la maquinaria transcriptora ha de poder acceder a la hebra de DNA, lo que implica la descondensación previa de la región implicada del cromosoma. Durante la elongación de la transcripción, la RNA-polimerasa es capaz de desplazar los nucleosomas en la zona codificante.

Elongación
La holoenzima ha permanecido inmóvil mientras se polimerizan los primeros nucleótidos, hasta que el TFIIK fosforila el CTD, activado por el TFIIE. Tras la fosforilación, la polimerasa se libera de todos los factores de iniciación excepto la helicasa del TFIIF y comienza su avance por el DNA. En torno al elemento Inr pueden quedarse los TFII A, B y D así como otros activadores de la transcripción, listos para reiniciar otro ciclo de transcripción
Una actividad helicasa sigue abriendo el DNA por delante, lo que genera importantes tensiones en la molécula que se compensan por la acción de las topoisomerasas. Por detrás de la polimerasa el RNA recién sintetizado se va desapareando del DNA molde y quedando en forma de cadena sencilla de RNA. Las dos cadenas de DNA se vuelven a aparear y gracias a la asistencia de otra topoisomerasa, se rebobina de nuevo el DNA.
En esta etapa intervienen al menos 16 factores de elongación:
Las funciones de dichos factores serán:
La eliminación de las pausas o paradas de la polimerasa. Los mejor identificados son TFIIS (antes llamado SII) que sirve para evitar que la RNA-polimerasa se detenga prematuramente, y los que alteran la Km y la Vmax de la enzima para incrementar su capacidad catalítica: ELL, CSB y SIII (elonguina).
El mantenimiento del estado fosforilado del CTD (PTEFb y otros), ya que su desfosforilación inhibe la elongación.
Factores que posteriormente intervendrán en el ayuste, así como proteínas que intervienen en la remodelación de los nucleosomas durante la elongación (SWI/SNF, FACT, HMG14, elongator), ya que sigue siendo necesario despejar el camino.

Terminación
Las secuencias terminadoras propiamente dichas están aún poco caracterizadas, pero se ha visto que provocan dos efectos:
Detención o pausa en el avance de la polimerasa al pasar por ella.                             
Desestabilización del híbrido RNA—DNA.

El resultado final es la separación de los componentes del complejo de transcripción (incluida la desfosforilación del CTD de la RNA-polimerasa II) y desensamblaje de la holoenzima para ser reciclada en otro complejo de iniciación. El extremo 3’ de los RNA eucarióticos transcritos no coincide con el extremo 3’ de los RNA maduros ya que es habitual que los extremos de los transcritos primarios se corten durante la maduración (excepto los de la RNA-polimerasa III).

Terminación de la RNA-polimerasa I


Esta enzima tiene un mecanismo equivalente al de la terminación independiente de ρ en procariotas. En una secuencia indeterminada se une una proteína terminadora (
Reb1p en levaduras o TTF-I en mamíferos) que detiene el avance de la RNA-polimerasa. Una vez detenida, una región rica en T en la cadena codificante facilita la separación del RNA. No se ha observado que se formen horquillas.

Terminación de la RNA-polimerasa II

Esta enzima tiene un mecanismo equivalente al de la terminación dependiente de ρ de procariotas. Se ha observado que la enzima se detiene en la región de terminación debida bien a secuencias específicas en el DNA, o bien a proteínas que favorecen la pausa que aún no se han identificado. 

Terminación de la RNA-polimerasa III

Esta enzima tiene un mecanismo equivalente al de la terminación intrínseca en procariotas. La detención de la RNA-polimerasa se produce en alguna de las T que hay al final del gen. 

                     

 Bibilografía:                                                                                                                       Sintesis de Proteinas PDF Candelas Manzano y Mª José Martínez 13 .

6.2 ORGANISMOS EUCARIÓTICOS

La peculiaridad de la transcripción eucariótica se debe a que estas células producen más tipos de RNA que los procariotas, lo que lleva a una clara distinción entre los que es un transcrito primario (o RNA precursor) y un transcrito maduro que será el RNA funcional. En los eucariotas, todos los transcritos primarios sufren algún tipo de maduración o procesamiento.

Diferencias entre la transcripción Procariótica y Eucariótica











PROCARIONTES
EUCARIONTES
Tienen un solo tipo de ARN-polimerasa
Tienen tres tipos de ARN-polimerasa:
· ARN polimerasa I: ARN r
· ARN-polimerasa II : ARNm
· ARN-polimerasa III: ARN t
La transcripción se produce en el citoplasma.
La transcripción se produce en el núcleo
En los procariotas se transcribe prácticamente todo.
La mayor parte del DNA eucariota (como mínimo la mitad) no se transcribe nunca
La cromatina a transcribir está menos condensada
La cromatina a transcribir está mucho más condensada
Las secuencias 5’ y 3’ no traducidas de los mRNA son menos más largas
Las secuencias 5’ y 3’ no traducidas de los mRNA son mucho más largas
Las polimerasas procariontes necesitan menos factores de transcripción para funcionar
Las polimerasas eucariotas necesitan muchos factores de transcripción para funcionar
Los procariontes producen menos tipos de transcritos distintos
Los eucariotas producen más tipos de transcritos distintos
La transcripción procariota es menos específica y regulada.
La transcripción eucariótica es muy específica y regulada, lo que les confiere una expresión muy controlada, compleja y precisa.


RNA-polimerasas eucarióticas

Las tres polimeras que se encuentran en los eucariontes se transcriben desde distintos genes, se localizan en diferentes compartimentos, son susceptibles a distintos inhibidores, tienen un tamaño en torno a 600 kDa y están compuestas por dos subunidades grandes no idénticas que se denominan, como en procariotas, núcleo polimerasa o polimerasa central.

La RNA-polimerasa I: Se localiza en el nucléolo por ser donde se transcriben activamente los rRNA. Es muy abundante y es la más activa.
La RNA-polimerasa II: Transcribe todos los genes que se traducen se considera la más representativa y es a la que se suele aludir cuando no se especifica el tipo de polimerasa.
La RNA-polimerasa III: Es la más compleja y menos abundante, y trancribe todo tipo de RNA pequeños.

Bibliografía:
Sintesis de Proteinas PDF Candelas Manzano y Mª José Martínez 13 .