TRANSCRIPCIÓN

TRANSCRIPCIÓN

• Proceso enzimático catalizado en todos los organismos por una enzima ARN polimerasa.

• Virus con ARN como material genético utilizan su propio ARN como molde para la síntesis de ADN complementario

Es el proceso de copia de un gen o fragmento de DNA utilizando ribonucleótidos y originándose diferentes tipos de RNA

GENCONCEPTO CLÁSICO

• Unidad elemental de la herencia, región física y funcional q controla una característica hereditaria concreta, portadora de la información genética de una generación a la siguiente.

GEN CONCEPTO MOLECULAR

• Gen-----una enzima gen síntesis de enzimas

• Gen-----una proteína enzimas son proteínas

• Gen-----un polipéptido varias proteínas forman polipéptidos, cada uno codificado por un gen diferente

• Gen aquella región del genoma que contiene la información necesaria para sintetizar una molécula de polipéptido

GEN

• Región estructural: expresión real del gen dos tipos de secuencias:

• INTRONES: regiones no codificadas

• EXONES: incluye la secuencia codificante como la no codificante en ambos extremos del gen

• El conjunto de exones o intrones se trascribe para dar lugar a un ARN precursor o trascrito primario

• Los trascriptos sufren el proceso llamado Maduración postrascripcional excepto los mRNAs procarioticos, que se sintetizan directamente en su forma funcional.

• En este proceso se pierde los intrones y los exones se unen linealmente hasta formar el ARN maduro o funcional

Región reguladora: sin función codificante situada hacia 5´ de la región estructural

Presenta regiones promotoras estas interaccionan con los factores de trascripción proteicos para regular positiva o negativamente el inicio de la trascripción

A partir de ADN se forma 2 tipos de productos génicos: RNAs o proteínas

funcionales.

Para q se forme el RNAs requiere de trascripción y la maduración

postrascripción

ARNm sirve como partida para síntesis de la proteína funcional.

DEFINICIÓN MOLECULAR

Un gen es el conjunto de secuencias de ADN de todo tipo,

estructurales( intrones y exones) y reguladoras, necesarias para codificar un producto génico, sea este un ARN

maduro de cualquier tipo o una proteína funcional.

SITUACIONES PARTICULARES

• Dos genes pueden ser solapantes comparten una misma región de ADN

• Algunos genes dan origen a varios productos (ARNr)

• Una misma secuencia de ADN puede dar lugar a dos productos génicos

• La Proteína esta formada de varias subunidades no hay un gen para la proteína sino para cada polipéptido

• Inmunoglobulinas un gen único sufre reorganizaciones internas en su secuencia antes de ser trascrito da lugar a una variedad de polipétidos(anticuerpos con especificidad)

NOMENCLATURA

Se nombran con tres letras minúsculas y en

cursiva (gen ras)

La proteína codificada por el gen recibe el mismo nombre pero

comenzando con mayúsculas y sin

cursiva( proteína Ras)

Las tres letras en mayúsculas (gen

APC)

TRASCRIPCIÓN

• CADENA ADN MOLDE• TRASCRIPTASA• RIBONUCLEOTIDOS

MECANISMO DE LA REACCION DE ARN POLIMERASA

Todos los organismos procariotas e eucariotas sintetizan el ARN por la enzima ARN polimerasa

Mecanismo de reacción fisiológica catalizada por

la transcriptasa es idéntico al de ADN

polimerasa

TERMINOLOGIA

TRASCRIPCION EN EUCARIOTAS DIFERENCIAS CON LAS PROCARIOTAS

1.-CONDESACION DEL ADN: un problema al inicio de la trascripción en la metafase no hay como trascribirse por la condensación máxima

Tiene lugar en la interfase la trascripción

2.- Solo se trascribe una pequeña parte del genoma

• Procariotas: la molécula de mRNA resultante de la trascripción es funcional no sufre maduración y se usa como molde para la traducción

• Eucariotas: el mRNA experimenta maduración luego pasan al citosol y ahí participan en la traducción

• En las procariotas y orgánulos subcelulares hay una sola ARNpol para sintetizar 3 tipos de ARN celular

• En la eucariotas en el núcleo hay 3 tipos de ARNpol(I,II,III) cada una sintetiza diferentes tipos de ARN celular

ARN POLIMERASAS• ESPECIFICIDAD RESPECTO AL GEN TRASCRITO Y RNA FORMADO

• LOCALIZACION

SUBUNIDADES DE LA ARN POLIMERASA• ARNpol procariotas 4 o 5 polipéptidos asociados en la enzima mínima o núcleo

• Trascripción: unión de otro polipéptido independiente factor δ y cuando inicia la trascripción se vuelve a disociar de la enzima minima

ARNpol de las eucariotas tiene 10 a 14 subunidades

Subunidad mayor del ARNpol-II contiene el CTD (dominio terminal) puede estar fosforilado Ser y Thr lo q le da una elevada carga negativa sirve en la fase de transición entre

la iniciación y elongación

La transcripción y la traducción noson procesos simultáneos

La transcripción y la traducción sonprocesos simultáneos.

EUCARIOTA PROCARIOTA

DIFERENCIAS

ETAPAS DEL PROCESO DE TRASCRIPCIÓN

ETAPAS DEL PROCESO DE TRASCRIPCIÓN

• ADN molde secuencia de ADN que se va a trascribir

• Porción promotora y la porción terminación

• Procariotas se llama operón unidad de trascripción

INICIACIÓN

• Separación de las hebras de ADN en un pequeño tramo cercano a las secuencia promotora para q el ARN polimerasa sintetice un fragmento corto de ARN(10 nucleótidos)

• La región de ADN que sufre el desenrollamiento se llama burbuja de trascripción

• Unen proteínas llamadas factores de trascripción

• En eucariotas el proceso de iniciación tiene promotores con la secuencia TATA esta secuencia es reconocida por las ARNpol indirectamente previa interacción con los TFs

FORMACIÓN DEL COMPLEJO DE INICIACIÓN

• Complejo plurimolecular imprescindible para q el ARNpol pueda actuar

• Se une varios TFs en las regiones promotoras del ADN y la incorporación de la enzima

• Modelo holoenzima: ARNpol II se une previamente a los TFs y luego el conjunto se une al promotor

• Modelo escalonado: TFs se asocian a la región promotora uno a continuación del otro y en orden

DESNATURALIZACIÓN DEL PROMOTOR

• Desenrollamiento de las hebras de ADN expone las bases nitrogenadas a la ARNpol

• Burbuja de trascripción o complejo abierto

• Se produce la síntesis de ARN

FORMACIÓN DE LOS PRIMEROS ENLACES FOSFODIESTER• Enlace fosfodíester inicial se forma entre dos ribonucleótidos

• El primer enlace corresponde al extremo 5 P del ARN naciente

• La reacción se repite sobre el extremo 3´ de dinucleótido resultante y así sucesivamente hasta formar un oligoribonucleotido de 10 bases esta temporalmente unido al molde de ADN

• En este momento la ARNpol II se separa de los TFs unidos a los promotores y se desplaza por el ADN e sentido 3´-----5´

LIBERACIÓN DEL PROMOTOR

• Procariotas disociación de la subunidad δ de la haloenzima ARNpol quedando aquella disponible para interactuar con una nueva ARNpol núcleo e inicia la trascripción de un nuevo promotor el resto de la polimerasa continua actuando en la elongación

• Eucariotas: fase transicion entre la iniciación y elongacion fosforilación del dominio CTD de la ARNpol-II y se lleva acabo por el factor de trascripción

ELONGACION O ALARGAMIENTO DE ARN

• ARNpol continua alargando la cadena de ARN mientras avanza por el ADN y desplaza la burbuja de trascripción

• Complejo de elongación: ADN abierto. ARNpol y el ARN naciente

1. Delante de la polimerasa se separan las dos hebras de ADN por ruptura de puentes de H

2. La polimerasa alarga el ARN añadiendo nucleótidos al extremo 3´del ARN naciente ultimo tramo permanece dentro de la burbuja apareado al ADN de manera transitoria

3. por detrás de la polimerasa la cadena de ARN nuevo se va separando de la hebra molde de ADN saliendo de la burbuja y queda ARN de hebra sencilla y el ADN se vuelve a enrollar y forma su doble hélice asistido por las topoisomerasas

4. Se requiere de los factores de trascripción generales de la elongación son proteínas se agrupan en varios tipos PTEFb y SII evitan la terminación prematura de la elongación , FIIF, SIII y ELL aumentan la velocidad de elongación

TERMINACIÓN• Complejo de trascripción responde a señales especificas y separa el ARN formado

• PROCARIOTAS

• Terminación independiente de p: presencia de ARN en formación en una posición cercana a su extremo 3´ de un punto de terminación definido por una secuencia palíndromica intrínseca al ARN

• ARN forma una horquilla hace q esta se separe de ADN molde y se interrumpe la síntesis de ARN

• Terminación dependiente de p

• ARN la secuencia especifica rica en C y pobre en G del ARN ya formado y fuera de la burbuja interacciona con una proteína p que empieza a desplazarse sobre el ARN en sentido 3´ hasta alcanzar el complejo de elongación y aquí provoca la desnaturalización del hibrido liberando el ARN e interrumpe la trascripción

TERMINACIÓN EN EUCARIOTAS

• Detención o pausa del ARNpol

• Desestabilización del hibrido ARN/ADN

• Resultado separación del complejo de trascripción, ARNpol-II desfosforilación para q pueda ensamblarse un nuevo complejo de iniciación y comenzar otro ciclo de trascripción

• Ausencia de regiones palíndromicas del ARN que participen en la terminación de la trascripción

CARACTERÍSTICAS DE ARNPOL

TRASCRIPCIÓN DEL GENOMA MITOCONDRIAL

• Cromosoma circular mitocondrial es trascripto por una sola ARNpol formada por un solo péptido y q para la iniciación requiere de un factor de trascripción mtTFA

• El mtADN se trascribe a partir de 3 lugares de iniciación 2 para la hebra pesada y uno para la hebra ligera produciéndose 3 trascriptos primarios diferentes

• 3 promotores están en la región no codificante o bucle D

• Primer lugar de iniciación HEBRA 1 se trascribe el ADN que codifica en tARN y rRNA 16S y aquí se detiene la trascripcion por el factor de terminacion mtTERF

La trascripción comienza en H2 inmediatamente tras el tRNA el trascripto primario L2 continua mas allá del punto anterior completando el resto del cromosoma

Por lo q el lugar de iniciación define el tipo de ARN ribosómico o mensajero q van a sintetizarse y esta selección del punto de inicio esta dada por las hormonas tiroideas

Por esta razón la mitocondria sintetiza mayor cantidad de ARN ribosómicos 60 veces mas

Hebra ligera se sintetiza una sola molécula que solo codifica 8 tRNA y un mRNA

Luego sufren maduración los tres trascriptos para dar lugar cada uno a varios rRNA, tRNA y mRNA

INHIBIDORES DE LA TRANSCRIPCIÓN

• Antibióticos tipo I

• Rinfamicinas: Streptomyces mediterraneus y sus derivados semisinteticos se une a la subunidad β de la ARNpol bacteriana e impide el inicio la trascripción

• Estreptolidigina: Streptomyces lydicus se une a la subunidad β pero inhibe la elongación

• Α amanitina inhibidor especifico de la elongación en eucariotas y no en procariotas

ANTIBIOTICOS TIPO II

• Actinomicina D: se une directamente al ADN impidiendo la unión de la polimerasa y se inhiben las ARNpol así como las ADNpol

• Es muy toxica impide q se forme los complejos abiertos bloqueando el paso de las polimerasas

• Acridina: inhiben la síntesis de ARN

• Daudomicina: quimioterapéuticos actúan sobre las células de crecimiento rápido

• Bromuro de etidio

ANTIBIÓTICOS TIPO III

• Cumercina, novobicina y el acido nalidixico

• Inhibidores indirectos

• Impiden la acción del ADN girasa procariotica (superenrollamientos negativos en el ADN)