Tema 4B (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Nanociencia y Nanotecnología - 2º curso
Asignatura Biologia Molecular
Año del apunte 2016
Páginas 6
Fecha de subida 22/04/2016
Descargas 6
Subido por

Vista previa del texto

Biología molecular Nanociencia y nanotecnología Tema 4B: Procesamiento post-transcripcional del RNA El mRNA en procariotas no es procesado En procariotas se da un acoplamiento entre transcripción y traducción. A menudo, el extremo 5’ ya se ha degradado cuando no se ha transcrito aún el 3’. El mRNA se degrada muy rápidamente, permitiendo una mayor adaptación.
Se produce transcripción, traducción y degradación por el 5’.
Procesamiento del mRNA eucariota La maduración del mRNA eucariota se da en el núcleo, permitiendo silenciar o apagar algunos mRNA’s.
Elementos a destacar:  Casquete 5’ (cap 5’), secuencia protectora que se añade al empezar a sintetizar el mRNA.
Cola de poliA en el 3’ (serie de adeninas). No se copia, sino que se añade al mRNA.
 Splicing.
 Edición.
En los óvulos hay mRNAs durmientes para que una vez que se fecunde se arranque la embriogénesis directamente.
Funciones del casquete Compuesto por una guanosina del revés en el extremo 5’. Se da la unión al principio de la elongación mediante un enlace 5’-5’. En vertebrados se dan también dos metilaciones en el OH 2’ de los dos nucleótidos previos al cap (Cap II), sólo 1 en procariotas (Cap I) Protege de la degradación y permite el transporte al citoplasma. Forma el CBC (cap binding complex) es un complejo que reconoce la guanosina del casquete y se une a ella.
Biología molecular Nanociencia y nanotecnología Una vez el complejo está en el citoplasma, otro complejo sustituye al CBC, el factor de inicio de traducción eIF4E.
Cuando se da la traducción, el mRNA está ciclado, gracias a que las proteínas unidas al Cap interaccionan con las proteínas de la cola de poli A.
Cola de poli A en extremo 3’ Secuencia señal para iniciar la síntesis está muy conservada (AAUAAA), es reconocida por el complejo de poliadenilación. Éste genera un corte cercano a donde se situará la cola. Un OH 3’ queda libre, y la poliadenilato polimerasa colocará adeninas en ese extremo.
Al realizar el corte, quedará parte del mRNA unido a la polimerasa II. Una exonucleasa reconocerá su extremo 5’ y degradará la cadena sobrante. Finalmente se soltará la polimerasa y terminará la transcripción.
Procesamiento post-transcripcional Splicing (corte y empalme) En eucariotas, los genes suelen estar interrumpidos por secuencias no codificantes, intrones, que aparecen en mRNA, rRNA y tRNA, aunque varía según la especie.
Se han hallado algunos intrones ocasionales en algunos genes bacterianos y de arqueas (sobre todo en estas últimas). Teoría temprana temprana de la aparición de los intrones:     Se supone que aparecieron antes que los codones, para no desmontar la información genética.
Existían en las procariotas inicialmente.
Separan exones, diferenciando entre dominios en proteínas.
El mismo exón puede ser útil en diferentes genes. Se da la duplicación de exones, se fusionan a nuevos genes, creando nuevas funciones.
Los intrones son transcritos, después se eliminan del transcrito primario mediante splicing.
Exones  La mayoría son de menos de 1000 nucleótidos, suelen estar en el rango de 100300 nt (100 aminoácidos, cadena típica).
Biología molecular Nanociencia y nanotecnología Intrones    Varían de 50 a 20000 nucleótidos. Es un gran rango, pudiendo llegar a ser gigantes (iRNA).
Las eucariotas superiores suelen tener mucho más DNA en intrones que en exones.
Existen 4 clases de intrones, según cómo se comporten durante el splicing: o I: rRNA nuclear y orgánulos. Autocatalítico.
o II: mRNA y tRNA en orgánulos. Autocatalítico.
o III: mRNA nuclear (intrones nucleares). Spliceosoma, formado por snRNAs que marcarán por dónde se da el splicing (regulación).
o IV: tRNA nuclear. Enzimático.
Splicing autocatalítico (intrones de tipos I y II)  Una A conservada del intrón realiza un ataque nucleofílico sobre el primer fosfato del intrón.
 El fosfato del exón 1 ataca el fosfato del exón siguiente.
 El intrón queda escindido en forma lariat.
 Los exones quedan escindidos y unidos.
Edición Para el caso del LDL: Puede poseer dos lipoproteínas diferentes:   Apo B.100 en el hígado, transporte e internalización de colesterol.
Apo B-48 en el intestino, absorción de lípidos en lugar de transporte de colesterol.
En el caso del hígado, se sintetizará la secuencia completa, presentando un dominio de reconocimiento con el receptor de la partícula.
Para el intestino, se da una edición del mRNA. Se da una desaminación, convirtiendo C en U. El nuevo codón UAA para la traducción en el ribosoma, dando lugar a un mRNA mucho más corto.
Biología molecular Nanociencia y nanotecnología Procesamiento típico Procesamientos alternativos Corte y poliadenilación alternativo. Varía según la secuencia de poliadenilación del DNA (puede haber más de una). No cambia el marco de lectura, sino la longitud de la secuencia.
Splicing alternativo. El 80% de los genes humanos lo presentan. Permite la combinación de exones de diferentes maneras. Así, entre diferentes tejidos, puede aparecer la misma proteína pero con propiedades muy diversas.
Estos mecanismos permiten que con 25000 genes se puedan crear alrededor de 109 proteínas diferentes. Es el caso del gen dscam, que codifica proteína que guía axones durante la embriogénesis (formación del sistema nervioso, relacionada con síndrome de Down), que tiene muchísimas variantes proteicas debido al splicing alternativo.
Biología molecular Nanociencia y nanotecnología Procesamiento de rRNA rRNA procariota En procariotas, el mRNA no se procesa, tRNA y rRNA sí.
Todos los rRNAs se encuentran en una secuencia policistrónica, de la cual pueden existir diferentes copias (genes).
Para dar lugar a la transcripción se dan numerosas metilaciones (24) que dan estructura espacial al RNA. Esta estructura será reconocida por ribonucleasas (RNasa procariota, que es una ribozima, RNA catalítico).
Finalmente, nucelasas eliminarán extremos sobrantes de RNA.
Este gen también presenta secuencias de tRNA en su interior, que suele estar relacionado con el rRNA.
rRNA eucariota El transcrito de pre-rRNA presenta en este caso 3 de los rRNAs, y no contiene tRNA en su interior.
El paso 1 es regulado por los snoRNAs del nucléolo, que indica dónde se habrá de metilar y pseudouridilar.
El proceso procariotas, complejo.
básico pero es similar a mucho mas Procesamiento de tRNAs En procariotas, se sintetizarán varios tRNAs seguidos, que después se cortarán.
En eucariotas, se consigue realizando dos cortes:   El de la RNasa P, que degradará parte del extremo 5’.
El de la RNasa D, que prepara la molécula para la adición de la secuencia CCA, que marcará dónde se unen los aminoácidos. (En procariotas, esta secuancia se incluye en el gen).
Biología molecular Nanociencia y nanotecnología A continuación el tRNA sufre grandes modificaciones, para así adoptar la estructura apropiada en el espacio.
Estructura del tRNA  Brazo aceptor.
 Brazo D. Contiene dihidroxiuridina.
 Anticodón. 3 bp que reconocen el mrNA.
 Brazo extra. Cambia de tamaño según el tRNA del que se trate.
 Brazo TΨC. RNA que presenta T (propia del DNA).
En los brazos se dan apareamientos, por lo que aparecen muchas C y G. Sin embargo también se dan apareamientos diferentes de los de Watson y Crick.
...