Tema 6 (Modificacions Post- Transcripció) (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Barcelona (UB)
Grado Nutrición Humana y Dietética - 1º curso
Asignatura Biologia Molecular i Genòmica
Año del apunte 2014
Páginas 4
Fecha de subida 29/01/2015
Descargas 39

Descripción

Apunts Biologia del primer i segon parcial (2n Semestre NHD)

Vista previa del texto

Biologia Molecular i genòmica 6. MODIFICACIONS POST-TRANSCRIPCIONALS Modificacions Post-Transcripcionals Si comparem l’estructura de mRNA processat entre procariotes i eucariotes, observem que en el cas dels eucariotes només obtenim una seqüència que donarà lloc a una proteïna, en canvi, en el cas dels procariotes obtindrem més d’una.
Processament de l’RNA  Processat del pre-mRNA de la RNA pol II en el nucli - Modificació de l’extrem 5’: formació del 5’cap - Modificació de l’extrem 3’: poliadenilació - Eliminació d’introns i empalme d’exons (Splicing)  El processat com origen de diversitat proteica - Splicing alternatiu - Poliadenilació alternativa - Edició  Exportació al citoplasma  Regulació de l’estabilitat d’alguns RNAm.
Modificació de l’extrem 5’ “5’Capping”: La majora dels mRNA madurs d’eucariotes porten un casquet a 5’ que consisteix en un residu de 7metilguanosina unit al residu 5’ terminal del mRNA a través d’un enllaç trifosfat. La funció del casquet és protegir el mRNA de la seva degradació per ribonucleases.
- L’enllaç 5’-5’ no es reconegut per endonucleases.
- El casquet i els grups metil permeten la unió de proteïnes que formaran un complex proteic que participa en la unió del mRNA al ribosoma per l’inici de la traducció.
- La cua de la polimerasa II és l’encarregada de reclutar els enzims que processen el RNAm.
Guanosilació - 1ª Etapa (fosforilació) : escissió del fosfat i del extrem 5’ del pre-mRNA - 2ª Etapa (guanilació): transferència d’un grup guanilil (radical del guanilat o GMP) del GTP a l’extrem 5’ disofat del pre-mRNA Poliadenilació de l’extrem 3’ : Modificació de l’extrem 3’ de l’RNA missatger, s’afegeix una “cua” poli (A).
- Intervé el complex enzimàtic de la cua de la RNA polimerasa II.
- L’extrem 3’ del RNA missatger es talla per una endonucleasa específica que reconeix la seqüència AAUAAA (factor estimulador) molt conservada.
- A l’OH 3’ lliure generat pel tall se li afegeix de 80 a 250 nt d’A per la PoliA polimerasa per formar la cua de poli(A) que el protegeix de la seva degradació.
Hi ha altres proteïnes que són necessàries per donar estabilitat a la cua de poliA (poli A binding protein PABP), estabilitzant tant a la cua llarga com la curta. Aquestes proteïnes donen estabilitat al RNAm, dirigeixen el RNAm a través dels porus i cap al ribosoma.
- A nivell de laboratori també són útils per clonar els RNAm.
Acabament de la transcripció després del processament de l’extrem 3’: s’han proposat dos models bàsics per explicar el vincle entre la poliadenilació i la terminació.
a.) Manca dels enzims en la cua de la polimerasa per afegir una caputxa en el segon transcrit desprès del tall.
b.) Canvi de la conformació de l’enzim per la transferència dels enzims processadors de 3’.
Biologia Molecular i genòmica 6. MODIFICACIONS POST-TRANSCRIPCIONALS “Splicing” És va demostrar la presència d’introns i exons en el gen de l’ovoalbúmina, per hibridació RNA-DNA (1977).
Existeix una gran diversitat d’estructures gèniques; el nombre i mida dels introns i exons és molt variable; poden absorbir gran quantitat de mutacions, variacions i canvis.
Eliminació dels introns de l’RNAm eucarotòric = Splicing - Transcrit “primari”: és una molècula de RNA recent sintetitzada sense processar.
- RNA missatger madur: és el RNA missatger modificat en els seus extrems 5’ i 3’ i en el que s’han eliminat els introns pel procés de splicing. Els introns s’eliminen en forma de llaç.
Seqüència de “consens” per tal de produir-se l’splicing - Els introns venen definits per seqüències conservades en els seus extrems 5’ i 3’.
- Tres seqüències curtes, altament conservades, defineixen els centres de tall i “empalme”. Per als centres 5’ i 3’, només dos nucleòtids són essencials; en el cas del de ramificació, només un adenilat. La resta de nucleòtids de les 3 seqüències consens poden variar lleugerament.
- La seqüència de bases d’un intró d’eucariotes comença amb GU i acaba amb AG, nucleòtids que marquen el lloc de tall (“splice sites”).
- Els introns també tenen un centre intern, centre de ramificació (A), situat entre 20 i 50 nt de l’extrem 3’.
Químicament l’splicing consisteix en dos reaccions de transesterificació. Aquesta reacció es catalitza gràcies a les snRNP que són les small nuclear ribonucleoprotein (U1,U2,U4,U5, U6), que estan formades per proteïnes (al menys 7) i RNA (snRNA, small nuclear). El mRNA juntament amb les snRNPs formen el complex “spliceosome”.
Reconeixement dels llocs pels snRNAs: el snRNA U1 de l’espliceosoma s’aparella amb la seqüència conservada de l’inici de l’intró en el precursor del mRNA. En el centre catalític de l’espliceosoma el RNA d’U2 s’aparella amb el centre de ramificació del pre-mRNA.
Ensamblatge de l’spliceosoma Les mutacions que afecten al procés del tall i unió del premRNA provoquen malalties a.) Mutacions en els factors de tall i unió (actuació en trans): Rinitis pigmentaria (ceguera).
b.) Mutacions produïdes en el pre-mRNA (actuació en cis): Talassèmia (síntesi defectuosa d’Hb) i Progèria (envelliment prematur).
Biologia Molecular i genòmica 6. MODIFICACIONS POST-TRANSCRIPCIONALS Importància dels introns, processaments anormals del preRNAm de la β-globina en humans: malaltia de la β-Talassèmia. Es produeix una mutació d’una única base en un intró del gen de la β-globina humana que forma un nou centre d’empalmament similar al normal. El resultat és la formació d’una proteïna alterada (no funcional) que acaba prematurament.
REGULACIÓ DE L’EXPRESSIÓ GÈNICA EN EUCARIOTES - Regulació post-transcripcional a nivell de processament del pre-mRNA: poliadenilació i splicing alternatiu, i edició de RNA.
- Transport i degradació d’RNA.
- Control de la degradació del mRNA.
El processat dels mRNAs nuclears pot donar lloc a una gran diversitat proteica; mecanismes de regulació post-transcripcional que tenen lloc al nucli i estan implicats en l’expressió específica de teixit.
 Splicing alternatiu: alguns transcrits primaris poden donar lloc a vàries formes madures de mRNA (transcrits complexes). Aquests exons alternatius solen codificar per dominis independents amb una funció concreta de la proteïna.
Un transcrit primari pot donar 64 possibles RNAm; el exons blancs apareixen en tots els missatgers.
Els blaus apareixen en vàries combinacions donant lloc a 32 possibilitats i els vermells són excloents, apareixen o un o l’altre.
L’splicing alternatiu depèn del tipus de teixit, 14 exons (7 sempre presents i 8 variables). Que tingui lloc una via o una altre depèn dels factors d’splicing i de les proteïnes que promouen una via en particular que es trobi al teixit Regulació a.) Mitjançant proteïnes repressores que oculten el punt de tall.
b.) Mitjançant proteïnes activadores que promouen l’splicing en un punt de tall concret.
 Poliadenilació alternativa: pot generar mRNAs diferents.
 Edició de mRNAs: la informació de l’RNA del nucli en alguns casos pot canviar. És una modificació post-traduccional de l’RNAm. La seva finalitat és canviar la seqüència del mRNA en un determinat tipus cel·lular. Consisteix en la desaminació enzimàtica d’un residu específic de citidina del mRNA.
Ex. del gen APOB: hi ha un canvi del codó de la glutamina (CAA) de la ApoB100 per un codó de parada (UAA), generant una versió truncada de la proteïna que resulta ser l’apoproteïna B-48. Els mRNAs tenen la mateixa llargària, el que ha canviat és el marc de lectura.
Exportació al citoplasma Els RNAs madurs són transportats al citoplasma ajudats de proteïnes que travessen la membrana nuclear.
Biologia Molecular i genòmica 6. MODIFICACIONS POST-TRANSCRIPCIONALS - Les seqüències reguladores en les regions no codificants del mRNA són les RNA-binding proteins.
REGULACIÓ DE L’ESTABILITAT DELS RNAm - La cua de poliA unida a PABP.
- L’estabilitat d’aquest RNAm (seqüències que regulen aquesta estabilitat).
- Regulació mitjançant condicions fisiològiques o senyals extracel·lulars (ex. receptor de transferrina que permet la captació del ferro del medi).
DEGRADACIÓ DEL mRNA EUCARIOTA - Exonuclases (5’, 3’).
- Endonucleases que reconeixen seqüències d’inestabilitat riques en AU i seqüències de degradació específiques.
La degradació provoca la pèrdua de proteïnes que estabilitzen la caputxa, la cua de poliA (PAB) i seqüències internes.
NMD (nonsense message degradation): detecció de codons stop prematurs.
...