martes, 8 de mayo de 2012

INVESTIGACI'ON DE LA UNIDAD 6


INSTITUTO TECNOLOGICO DE CIUDAD ALTAMIRANO


UNIDAD 6: TRANSCRIPCION DEL ADN.


QUE PRESENTA:

ELVIRA  ROJAS  NAVA.
09930053



LICENCIATURA EN BIOLOGIA




CIUDAD ALTAMIRANO GRO. MEXICO,   MAYO DEL 2012



INTRODUCCIÓN

La transcripción es un proceso por el cual se sintetiza un ARN usando como molde  el ADN. Muchos tipos de ARN pueden ser sintetizados asi por una enzima ARN polimerasa, el ARN ribosomal, el de transferencia, los pequeños ARN nucleares o citoplasmáticos y por su puesto los ARN mensajeros, que serán luego traducidos a cadena de polipeptidica. El proceso de transcripción es diferente en procariotas y eucariotas, esto es debido a las  diferencias propias entre los genes de las bacterias y los de las células de animales superiores.
Los genes eucariotas son complejos y discontinuos es decir que poseen regiones codificantes (que formarán parte de la proteína) y otros que son no codificantes y se remueven rápidamente antes que el ARN salga al citoplasma a ser traducido. Las regiones codificantes se llaman EXONES y las no codificantes se llaman INTRONES.
La transcripción comienza en el punto 0 (cero)  muy cerca del promotor y termina en las bacterias en una secuencia llamada terminadora. La polimerasa al copiar esa región de ADN, se enlentece y se desprende del molde. En algunos casos hay una proteína que ayuda en ese proceso denominada Rho.

OBJETIVO.

Conocer los eventos de síntesis del ARN como molécula precursora de la síntesis
Proteica y su importancia en el funcionamiento de los seres vivos


METODOLOGIA

Se realizara una investigación documental donde se fortalezca la información recaudada y transmitida por el profesor en clase.



6.1 ORGANISMOS PROCARIOTAS

Es un  proceso de síntesis de ARN, mecanismo celular por el cual la información genética contenida en el ADN es  transferida a una molécula de ARN. La expresión génica se concretiza por la transformación de la información genética
desde moléculas de ADN a moléculas de ARN y desde estas hasta los polipéptidos correspondientes.  Las moléculas de ARN son sintetizadas usando como molde a segmentos específicos de ADN, en la reacción de polimerización que es catalizada por la enzima conocida como ARN polimerasa.
La ARN polimerasa es una de las enzimas más grandes que se conoce. Consta de cinco sub-unidades: dos alfa (α), beta (β), beta prima (β’) y sigma (σ). La enzima completa es denominada Holoenzima y se divide en dos componentes principales:
Ì La enzima central, denominada Core, formada por las sub unidades 2α, β y  β’
Ì El  Factor Sigma  ( el polipéptido σσσ) 
Los nombres indican que solamente la Holoenzima tiene la capacidad de unirse a la  cadena molde de ADN e iniciar la transcripción; pero una vez realizada esta, el
factor σσσ es liberado, dejando que el Core continúe con la elongación.  En definitiva, es el factor σ el que le da la capacidad a la ARN polimerasa para poder iniciar la síntesis del ARN mensajero en el sitio apropiado.
Es la enzima que cataliza el proceso de trascripción: n(ATP+CTP+GTP+UTP) ═ (AMP-CMP-GMP-UMP)n + nPPi. El producto de la reacción es una copia complementaria del DNA molde
En procariotes una sola RNA pol cataliza la síntesis de las tres clases de RNA
La RNA pol cataliza la reacción de transcripción a una velocidad aprox. 50 nucleótidos/s. En E. coli hay aprox. 3000 moléculas de RNA pol
Una vez la RNA pol se une a un molde de DNA e inicia la transcripción rara vez se disocia hasta que llega a una señal de terminación



6.1.1 Etapas de síntesis del ARN.

La enzima es capaz de reconocer este sitio del ADN y, convenientemente, abrir localmente las cadenas de ADN para poder leer la cadena molde. Es de esperarse entonces que, el sitio de contacto con la Holoenzima tuviese regiones comunes a todos los Promotores.
Se ha comprobado que estos sitios mencionados contienen secuencias de bases
comunes, a las que se las ha denominado “Secuencias de Consenso”. Por mera convención entre los científicos, se considera que el sentido de la transcripción
de un gen determinado es hacia la derecha. Al punto en el cual se inicia este proceso se lo denomina  “punto 0”. Con números negativos se señalan las bases ubicadas a la izquierda del punto 0. Con el mismo criterio, se señalan con números positivos a las bases ubicadas a la derecha del punto 0. 
La secuencia de consenso más importante y mejor estudiada, comprende seis bases y su centro está ubicado a diez bases a la izquierda del punto de inicio (-10). La secuencia de consenso es TATAAT y se la denomina  “TATA box o Caja Pribnox”. Esta caja es responsable de orientar a la ARN polimerasa en la dirección de síntesis de ARN y es la región en la cual la doble hélice se abre para formar el Complejo Promotor Abierto. El hecho de que la TATA box contenga las bases A-T no es mera casualidad, ya que estas La unión de la Holoenzima con el promotor, determina el  Complejo Promotor Abierto, y esto es posible gracias a la presencia del factor σσσ 3 se unen con sus complementarias por medio de dos enlaces del tipo Puente de Hidrógeno, lo cual implica un menor gasto de energía para la apertura del ADN.

INICIACIÓN DE LA SÍNTESIS DEL ARN MENSAJERO
La iniciación se produce mediante la unión de la ARN polimerasa (Holoenzima) al
ADN de doble cadena. Para que la cadena molde esté disponible para el apareamiento  de bases con los ribonucleótidos, las dos cadenas de ADN deben separarse. El desenrollamiento es local y se produce cuando la Holoenzima contacta con la TATA Box.
Una vez que el complejo promotor se encuentra abierto, la ARN pol. Comienza la
síntesis. La fase de iniciación no se completa hasta que se hallan polimerizado los
primeros seis ribonucleótidos.



ELONGACIÓN DE LA CADENA:
Después que se han colocado los primeros seis ribonucleótidos, la ARN polimerasa sufre un cambio en su conformación, perdiendo la sub unidad σσσ. Se continúa la síntesis en el estado de Core anteriormente descrito.
El Core se mueve a lo largo del ADN colocando los ribonucleótidos complementarios a la cadena de ADN molde, abriendo la hélice a medida que se desplaza. Los ribonucleótidos se unen al extremo 3’ de la cadena de ARN en crecimiento, formándose un  Híbrido ARN-ADN en la región desenrollada, el cual se mantiene estabilizado mediante enlaces puente de Hidrógeno. El híbrido tiene una longitud aproximada de 12 pb y el nuevo ARN es liberado de estas uniones cuando el ADN recupera su estado de doble hélice por desplazamiento del Core.


TERNINACIÓN y LIBERACIÓN del ARN sintetizado

La terminación ocurre en una secuencia determinada del ADN, denominada Secuencia Terminadora. En este punto, la enzima deja de añadir los ribonucleótidos a la cadena de ARN en crecimiento, liberando el producto terminado y disociándose del ADN.
La terminación requiere que todos los enlaces Puente de Hidrógeno, que mantenían al Híbrido ARN – ADN, se rompan volviéndose a reconstituir el ADN dúplex.
Sobre la terminación de la transcripción:

Hay dos formas de terminación:
˜ _ r - independiente
˜ _ r – dependiente

TERMINACION INDEPENDIENTE.



TERMINADORES INDEPENDIENTES DEL FACTOR R
Se caracterizan por: la presencia de una región rica en AU / AT y  la formación de una estructura en horquilla, en el ARN recién sintetizado.














ORGANISMOS EUCARIOTES.

La maquinaria de la transcripción debe tener en cuenta la compleja estructura de la cromatina eucariota. Requiere de varios tipos de RNA polimerasas
La RNA polimerasa requiere de factores adicionales llamados factores de transcripción para iniciar la transcripción
Tiene que haber un procesamiento complejo del mRNA que permita escindir los intrones del mensaje y transportar la molécula al citoplasma

La estructura de los ARNm y el proceso de transcripción en las células eucariotas, es similar a lo expresado anteriormente para las células procariotas. Sin embargo, debemos considerar las siguientes diferencias:


PROCARIOTES
EUCARIOTES
Todo el DNA contenido en una única molécula
Genoma dividido en varios o muchos cromosomas (1-190)
El cromosoma bacteriano se encuentra libre en el citosol
Los cromosomas se encuentran dentro del núcleo formando la cromatina (DNA-proteína)
Haploides (una sola copia del material genético)
Mayoría diploides (dos copias de un cromosoma)
Transcripción y traducción acopladas
Transcripción dentro del núcleo y traducción en el citoplasma
No tienen intrones
Intrones y exones

Las ARN polimerasas eucariotas:
Ya se ha mencionado que, en las células del tipo Eucariota, encontramos tres tipos de ARN polimerasa las cuales se denominan: ARN polimerasa I, ARN polimerasa II y ARN polimerasa III. Sus composiciones en sub unidades son complejas y aun no se conoce en exactitud la función de cada una de estas sub unidades. Lo que sí se conoce con exactitud, es la localización y el producto de cada una de ellas.

POLIMERASA
LOCALIZACION
RNA SINTETIZADOS
I
Núcleo
pre – rRNA (excepto la subunidad 5S)
II
Núcleo
pre – mRNA, RNA nucleares pequeños (snRNA)
III
Núcleo
pre – tRNA, rRNA 5S, otros snRNA
Mitocondrial
Mitocondria
Mitocondrial
Cloroplástica
Cloroplasto
Cloroplástico


En Eucariotas, al igual que en los Procariotas, las homologías en las regiones próximas al punto de inicio están restringidas a secuencias relativamente cortas.
La mayoría de los promotores tienen una secuencia denominada TATA box o Caja
centrada a –25 Pb del punto de inicio. Esta TATA box es idéntica a la mencionada en la Transcripción de las células Procariotas, variando solamente en su
localización.
ARN POLIMERASA I
transcribe los principales genes de RNA ribosómico. contiene 13 subunidades. necesita al menos 2 factores de transcripcion para iniciar el proceso. el ribosoma eucariota contiene 4 moleculas de rRNA

ARN POLIMERSA III
Transcribe los principales genes de RNA de transferencia, RNA ribosomal 5s y RNA pequeños, contiene 14 subunidades, requiere varios tipos de factores de transcripción como TFIIIA, TFIIIB Y TFIIIC

ARN POLIMERASA II
Transcribe los genes estructurales, es decir, los que se traducen a proteinas
Contiene múltiples subunidades
Intervienen al menos 7 factores de transcripción: TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF, TFIIH y TFIIJ
El factor critico es TFIID que se une a la caja TATA que es el equivalente eucariota a la región -10

FACTOR DE TRANSCRIPCION
FUNCION
TFIID
Reconoce la caja TATA
TFIIA
Estabiliza el complejo entre TFIID y el DNA
TFIIB
Recluta a la RNApol II y TFIIF
TFIIF
Ayuda a que la pol II reconozca el promotor
RNA pol II
Cataliza la síntesis de RNA, recluta a TFIIE
TFIIE
Recluta a TFIIH y regula la actividad helicasa de TFIIH
TFIIH
Desenrolla la región promotora



*

Iniciación:
los genes de eucariotas, al igual que los de procariotas, precisan de promotores para iniciar la transcripción Región promotora,  destacar la presencia de la región TATA box hacia el nucleótido –25 y -100
Secuencia consenso más frecuente
Presente en la mayoría de los promotores de los genes eucarióticos dando mRNA.

 
La ARN polimerasa II necesita de factores de transcripción para iniciar la transcripción (TFII). La transcripción comienza con la unión del factor TFIID al compartimento TATA. La unión se realiza a través de la TBP (TATA BindingProtein) una subunidad del  complejo TFIID. Provocando cambios conformacionales en la estructura del ADN.







ELONGACION
la síntesis continua en sentido 5´-3´. Al poco se añade una caperuza (metil-guanosín trifosfato) al extremo 5´.
En esta etapa intervienen al menos 16 factores de elongación cuyo mecanismo exacto se desconoce.




TERMINACION

La pol II sigue transcribiendo mas allá de la señal de terminación pasando a través de varias regiones AATAAA.
El pre-mRNA que transporta esta señal en forma de AAUAA A se rompe por una endonucleasa que reconoce la señal y corta entre 11 y 30 residuos hacia el lado 3’
Luego se añade una cola poli-A de hasta 200pb mediante una polimerasa especial que no esta dirigida por un molde


MODIFICACIONES POSTRANSCRIPCIONALES DEL RNA MENSAJERO


Modificaciones de los extremos del ARN mensajero Eucariota:
El extremo 5’ contiene dos nucleótidos conectados que siempre están metilados (-CH3).
La reacción de la incorporación del CAP ocurre inmediatamente después de iniciada la transcripción y siempre precede a cualquier modificación que se le realice al ARN m precursor. El CAP tendría la función de proteger al ARNm de la degradación, con lo cual aumenta su vida media. En el extremo 3’, según se mencionó antes, los ARNm Eucariotas contienen una secuencia de 20 a 200 nucleótidos que poseen como base nitrogenada a la Adenina.

Luego de la formación de la caperuza hay que eliminar los intrones. El pre-mRNA forma complejos con ribonucleoproteinas nucleares pequeñas (snRNPs), que a su vez estan formadas por snRNA.

 La secuencia Poly A no está codificada en el ADN, sino que es añadida al ARN después de finalizada la transcripción. La función de la Cola Poly A es la de aumentar la estabilidad de los ARN m.

















LITERATURA CITADA.



1 comentario:

  1. Mucas gracias por citar la fuente de mi Blog y felicitaciones por el tuyo. Saludos

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