Transcripción y Procesamiento del mRNA (Clase 18)

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Transcripción y Procesamiento del mRNA (Clase 18) by Mind Map: Transcripción y  Procesamiento del  mRNA (Clase 18)

1. Proceso de Transcripción eucarionte

1.1. Formación de pre mRNA

1.1.1. Ejemplo: pol II

1.1.1.1. Factores de transcripción generales (TFII)

1.1.1.1.1. Ayudan a

1.1.1.1.2. Necesarios para la transcrpción

1.1.1.1.3. Se ensamblan sobre los promotores de pol II

1.1.1.1.4. Reconocimientos por factores generales de tanscripción *estos son promotores también?

1.1.1.1.5. TBP

1.1.1.1.6. Rol de los factores generales de transcripción

1.1.1.2. Promotor

1.1.1.2.1. Caja TATA

1.1.1.3. Pasos

1.1.1.3.1. 1. TFIID se une a la caja TATA

1.1.1.3.2. 2. Se une TFIIB

1.1.1.3.3. 3. Unión de Pol II y TFIIF y TFIIE y TFII H

1.1.1.3.4. 4. Unión de UTP, ATP, CTP, GTP, Helicasa, fosforilación del CTD y liberación de la mayoría de los factores

1.1.1.3.5. 5. Transcripción

1.2. De pre-mRNA a mRNA

1.2.1. Errores de maduración

1.2.1.1. Podrían suceder si el spliceosoma no tuviera proteínas que lo ayuden

1.2.1.2. Tipos

1.2.1.2.1. Exon extra

1.2.1.2.2. Pueden ser causado por una mutación que deja un sitio de maduración sin su correspondiente pareja

1.2.1.3. Ejemplo

1.2.1.3.1. B-Globina

1.2.2. Para que el RNA se pueda traducir a proteína hay que

1.2.2.1. Modificar los dos extremos del RNA

1.2.2.1.1. Adición de cap

1.2.2.1.2. Poliadenilación

1.2.2.2. Eliminar los intrones mediante una reacción de maduración (Splicing)

1.2.2.2.1. Mediante transesterificaciones

1.2.2.2.2. Secuencias requeridas para la remoción de un intrón

1.2.2.2.3. Ocurre en el núcleo

1.2.2.2.4. Cuando hay varios intrones no hay un orden secuencial para su remoción, solo una preferencia

1.2.2.2.5. Spliceosoma

1.2.2.3. mRNA resultante tiene que ser exportado desde el núcleo al citoplasma

1.2.2.3.1. Sale del núcleo como una ribonucleoproteína a través de un poro nuclear

1.3. RNA polimerasa eucarióticas

1.3.1. I

1.3.1.1. Transcribe los rRNA

1.3.2. II

1.3.2.1. Transcribe mRNA

1.3.3. III

1.3.3.1. Transcribe tRNA

1.3.4. RNA polimerasa bacteria vs. eucarionte

1.3.4.1. Diferencias

1.3.4.1.1. Bacterias

1.3.4.1.2. Eucariontes

1.3.4.2. Semejanzas

2. Transcripción Bacteriana

2.1. RNA polimerasa

2.1.1. Responsable de copiar la información del DNA y que aparezca como una hebra RNA

2.1.2. 5 subunidades distintas

2.1.3. Estructura globular

2.1.3.1. Canal cremallera

2.1.3.1.1. DNA se abre, separándose las hebras

2.1.3.2. Canal para la entrada de ribonucleosidos trifosfato

2.1.3.3. 5 subunidades

2.1.3.3.1. ββ’α2σ (ω)

2.2. Evolución RNA polimerasa

2.2.1. Inicialmete doble barril psi

2.2.1.1. Que evolucionó por la aparición de

2.2.1.1.1. Dimerización del barril

2.2.1.1.2. 2 lisinas (K)

2.2.1.1.3. 3 ácidos aspárticos (D)

2.2.1.1.4. 3 Regiones Loops

2.3. Proceso de Transcripción bacteriana

2.3.1. Secuencia de concenso del promotor bacteriano

2.3.1.1. Reconocida por la subunidad sigma

2.3.1.2. Tiene 2 partes

2.3.1.2.1. -35

2.3.1.2.2. -10

2.3.1.2.3. 17 nucleótidos de separación entre ambos, idealmente

2.3.1.2.4. Llamados así según su distancia respecto al sitio de inicio de la transcripción (+1)

2.3.1.2.5. Algunos genes tienen más de una copia del promotor (en genes ribosomales)

2.3.2. Etapas transcripción bacterianas

2.3.2.1. 1. RNA polimerasa une la subunidad sigma y ésta se une al DNA

2.3.2.2. 2. Subunidad sigma reconoce en el promotor las cajas -35 y -10 y desenrrolla el DNA en esa posción

2.3.2.2.1. Complejo cerrado

2.3.2.3. 3. Sigma induce el complejo abierto

2.3.2.4. 4. Se inicia la síntesis de RNA

2.3.2.4.1. 50 nucleótidos por segundo promedio

2.3.2.5. 5. Se libera sigma y se elonga el RNA

2.3.2.6. 6. Se pliega el RNA en señal de término de transcripción

2.3.2.7. 7. Se libera el RNA y se reinicia el ciclo

3. Transcripción

3.1. ¿Qué es?

3.1.1. Copia de la información genética contenida en el DNA en RNA

3.2. Observación de genes transcribiendose

3.2.1. Microscopio electrónico de transmisión

3.2.2. Molécula de DNA

3.2.2.1. Hilo negro

3.2.3. RNA polimerasa

3.2.3.1. Puntos negros

3.2.3.1.1. Están transcribiendo de izquierda a derecha

3.2.4. RNA recién sintetizado

3.2.4.1. Delgados filamentos

3.2.4.2. Puntitos negros (RNA plegado)

3.3. Hebras

3.3.1. Hebra molde

3.3.1.1. Aquella que es complementaria a la secuencia final que aparece en el RNA

3.3.2. Hebra codogénica

3.3.2.1. La misma del RNA

3.3.3. Dirección

3.3.3.1. Determinada por el promotor en el que empieza cada gen

3.3.3.2. Genes que se transcriben utilizando como molde una cadena, mientras otros usan la otra

3.3.3.2.1. Si la RNA polimerasa se mueve de izquierda a derecha

3.3.3.2.2. Si la RNA polimerasa se mueve de derecha a izquierda

3.3.3.3. Algunos virus pequeños pueden tener genes solapados

3.3.3.3.1. Marcos de lectura distinto (se corre en uno o dos bases)

3.4. Sobreenrollamiento

3.4.1. .

3.4.2. .

3.4.3. En la cromatina el DNA está como si estuviese unido a ambos extremos fijos

3.4.3.1. Cada 10 pares de nucleótidos abiertos aparece una super vuelta

3.4.3.1.1. La super vuelta se induce por la polimerasa que avanza a lo largo de la doble hélice

3.4.4. Primera modificación de pre-mRNA

3.5. Preparación para su traducción

3.5.1. 1. Al salir del núcleo deja proteínas atrás

3.5.2. 2. mRNA maduro en el citoplasma une en el CBC factores de iniciación de la traducción

3.5.2.1. elF4G

3.5.2.2. elF4E

3.5.3. 3. Se libera el CBC y el mRNA se cicla usando el Cap y las poli-A binding proteins unidas a la cola de poliA

3.5.4. 4. Se traduce en los ribosomas

3.6. Productos

3.6.1. mRNA

3.6.1.1. Tienen el código para hacer proteínas

3.6.2. rRNA

3.6.2.1. Forman la estructura básica de los ribosomas

3.6.2.2. Catalizan la síntesis proteica

3.6.3. tRNA

3.6.3.1. Permiten leer los cliquetes de 3 bases y que están codificando un determinado aminoácido

3.6.3.2. Adaptadores entre mRNA y aminoacidos, para poder descifrar el código genético que está referido a 4 bases y transformarlo tomando la información de 3 bases consecutivas en un aminoácido

3.6.4. snRNAs

3.6.4.1. Pequeños

3.6.4.2. Se ubican en el núcleo

3.6.4.3. Participan en el procesamiento de la molécula de RNA mensajero

3.6.4.3.1. Splicing

3.6.5. snoRNAs

3.6.5.1. Pequeños

3.6.5.2. Están en el nucleolo

3.6.5.3. Participan en el procesamiento de rRNA

3.6.6. scarRNA

3.6.6.1. Modifican snoRNAs y snRNAs

3.6.7. miRNAs

3.6.7.1. MicroRNAs

3.6.7.2. Permiten regular la expresión génica sin la necesidad de mutar al individuo

3.6.7.3. Complementarios a una parte de la secuencia del RNA

3.6.7.3.1. Sistemas procesan esto como anómalo y lo degradan

3.6.7.4. Se pueden fabricar de manera sintética para curar enfermedades mortales

3.6.7.4.1. En el futuro próximo quizá lo aprueben para uso humano

3.6.8. siRNAs

3.6.8.1. Degradan mRNAs

3.6.8.2. Dirigen el establecimiento de estructuras compactas de cromatina

3.6.9. RNA no codificante

3.6.9.1. Participan en

3.6.9.1.1. Procesamiento del telómero

3.6.9.1.2. Inactivación del cromosoma X

3.6.9.1.3. Transporte de proteínas hacia el retículo endoplasmático

3.7. Resumen

4. Diferencia estructural entre DNA y RNA

4.1. Hebra

4.1.1. DNA doble hebra

4.1.1.1. Almacena la información

4.1.1.2. Muy larga

4.1.2. RNA simple hebra

4.1.2.1. Poca estabilidad, dura poco, vida útil corta

4.1.2.1.1. Sensible al calor y a nucleasas

4.1.2.2. Representa solo una parte de la información contenida en el DNA

4.1.2.2.1. La que se necesite en ese momento

4.2. Azúcar

4.2.1. DNA Desoxiribosa

4.2.1.1. No tiene OH en el carbono 2

4.2.2. RNA ribosa

4.2.2.1. El OH en 2´ hace al RNA más lábil al pH alcalino y también al calor.

4.3. Base Nitrogenada

4.3.1. DNA Base Timina

4.3.1.1. Presencia de metilo

4.3.2. RNA Base Uracilo

4.3.3. ¿Por qué esta diferencia?

4.3.3.1. Mutación en citosina hace su grupo amino desaparezca y aparezca un oxígeno, mutando a uracilo

4.3.3.1.1. RNA no puede distinguir entre un Uracilo pre-existente o provocado por mutación y el mecanismo para reparar la mutación no puede funcionar

4.4. Apareamiento

4.4.1. DNA T-A,G-C

4.4.2. RNA U-A, G-C

4.4.2.1. Se permite excepciones

4.4.2.1.1. G-A

4.5. Estructura tridimensional

4.5.1. DNA

4.5.1.1. Doble hebra

4.5.2. RNA

4.5.2.1. Pequeños segmentos de nucleótidos pueden formar pares de bases con secuencias complementarias de la misma molécula

5. Dos aspectos hicieron que el Dogma de la biología molecular fuera modificado

5.1. Existencia de la enzima transcriptasa reversa

5.2. Virus que tenían material genetico RNA

5.2.1. Ese RNA tenia que ser copiado en DNA

5.2.1.1. y denuevo, en RNA mensajero

5.2.1.1.1. esto revela la existencia de la transcriptasa reversa

6. Introducción

6.1. Tenemos miles de genes

6.1.1. No todos los genes tienen que estresarse a un mismo nivel

6.1.1.1. Necesitamos gran cantidad de proteínas para ciertas funciones y para otras no

6.1.2. Si hay un promotor fuerte

6.1.2.1. Gran cantidad de proteínas

7. Splicing en detalle

7.1. Splicing (corte y empalme)

7.1.1. Solo sucede en los eucariontes

7.1.2. Llevado a cabo por moléculas de RNA, no enzimas

7.1.2.1. snRNA

7.1.2.1.1. U1, U2, U4, U5, U6

7.1.2.1.2. Reconocimiento de los sitios de corte y del punto de ramificación

7.1.2.1.3. Reordenaciones

7.1.2.2. Primera transferencia de fosforilo

7.1.2.2.1. 1

7.1.2.2.2. 2

7.1.2.2.3. 3

7.1.2.3. Segunda transferencia de fosforilo

7.1.2.3.1. snRNP U4 es expulsada

7.1.2.3.2. snRNP U6 desplaza a U1 del 5' de corte

7.1.2.3.3. Se unen los exones y se escinde el intrón

7.1.3. Etapas que requieren ATP (ejemplificadas con levadura)

7.1.3.1. U6 desplaza a U1

7.1.3.2. U2 desplaza a BBP para dejar la A accesible para la reacción

7.1.3.3. U6 y U2 interaccionan entre sí. Llega un U5 que permite el acercamiento de los extremos de los exones 1 y 2

7.1.4. Tipos

7.1.4.1. Principal

7.1.4.1.1. Más común

7.1.4.2. U12

7.1.4.2.1. Utiliza U11 y U12 en vez de U1 y U2

7.1.4.2.2. Reconoce una secuencia de consenso diferente

7.1.4.3. Transplicing

7.1.4.3.1. Unión de 2 exones provenientes de genes distintos.

7.1.4.3.2. SL snRNP pasa a ser parte del mensaje

7.1.4.3.3. Ocurre en el cloroplasto

7.1.5. Para una mayor precisión

7.1.5.1. Proteínas SR (Ser-Arg)

7.1.5.1.1. Demarcación exones

7.1.5.2. hnRNPs

7.1.5.2.1. Empaquetan intrones y reducen su largo real

7.1.5.2.2. A veces se unen a un exón

7.1.6. Intrones con capacidad de auto-maduración (sin spliceosoma)

7.1.6.1. Grupo I

7.1.6.1.1. Inician madración uniendo una G libre (GTP, GDP, GMP, guanosina) a un sitio específico del RNA

7.1.6.2. Grupo II

7.1.6.2.1. Inician maduración utilizando un nucleótido de A reactivo

7.1.6.2.2. Estructura de lazo

7.1.7. Comparación mRNA eucarionte vs mRNA procarionte

7.1.7.1. Eucarionte

7.1.7.1.1. Monocistrónico

7.1.7.2. Procarionte

7.1.7.2.1. Policistrónico

7.1.8. Con respecto al número de intrones y su longitud

7.1.8.1. A más evolucionado el organismo, mayor número de intrones en sus genes

7.1.8.2. Puede variar desde 0 a 78

7.1.8.2.1. Ej: distrofia humana 78 intrones

7.1.8.3. Factor VIII de la coagulación 25 intrones

7.1.8.3.1. Mutaciones causan hemofilia

7.1.8.4. Longitud de los exones es mucho más uniforme que la de los intrones

7.1.9. Historia

7.1.9.1. .

7.2. Splicing alternativo

7.2.1. Diferentes patrones de maduración

7.2.1.1. Permiten generar iderentes mRNA y diferentes proteinas, a partir del mismo gen

7.2.2. Características

7.2.2.1. Exones incluídos y excluídos originan proteínas diferentes

7.2.2.2. Procesamiento distinto en el 3' del mRNA afecta el largo de la proteína

7.2.2.3. Ejemplo: alfa tropomiosina, que cambia según el tipo de músculo