Tema 2 (2013)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 2º curso
Asignatura Biologia Molecular de Procariotes
Año del apunte 2013
Páginas 14
Fecha de subida 05/02/2015
Descargas 0

Vista previa del texto

TEMA 2. Expressió gènica en bacteris I En els procariotes la transcripció i la traducció estan acoblades i quasi són simultànies. Al mateix punt trobarem proteïnes, DNA, RNA, ribosomes. De fet això és el que anomenem polisomes: complex de DNA, RNA, ribosomes i polipèptids.
Estructura dels gens bacterians El mRNA es produeix de 5’ a 3’ i normalment donarà un polipèptid de Nter a C ter (5’ es correspon a Nter i 3’ a Cter), que donarà lloc a la proteïna.
El primer codó codificant del mRNA no està just a l’inici 5’, sinó que està més enllà, pot estar més a prop o més lluny, però mai just l’extrem 5’. Aquest codó s’anomena codó d’inici de traducció (AUG), que sol codificar per metionina (a vegades pot ser GUG i dóna lloc a valina).
També existeixen tres codons STOP i s’anomenen sèpia (UGA), ocre(UAA) i àmbar (UAG).
Part de les senyals de regulació dels mRNAs es troben a les regions trailer o a la regió líder. A aquesta regió també hi trobem la regió d’interacció amb el ribosoma per traduir de mRNA a proteÏna Ribosom Binding Site (RBS) o regió Shine-Dalgarno (SD).
En el punt +1 és on s’inicia la transcripció, abans de la regió codificant. Normalment en procariotes el primer nt que porta l’mRNA és una G/A.
En el DNA trobem dos cadenes: la cadena codificant=mRNA (5‘-3‘) i la motlle= complementari al mRNA que és la que es tradueix a mRNA. Les seqüències de regions RBS es poden visualitzar a la cadena codificant i s’anomenen Open reading frame. Un ORF sempre és un gen però un gen no sempre és un ORF (que és una regió codificant, triplets que codifiquen per aà. No hi ha seqüències STOP entre mig. Tot i ser un gen sinó té promotor no s’expressarà, no generarà una proteïna producte). D’ORFs en el DNA n’hi ha 6 de diferents possibles (tres per cada cadena, les dues podrien ser codificants però només ho és una i tenen seqüències diferents (tot i que complementàries)).
La regió promotora té dues regions interessants: · · -10 (està a -10 unitats del primer nt que s’expressa, el +1) -35 (està a -35 unitats del primer nt que s’expressa). Té funció de reconeixement.
UNITATS TRANSCRIPCIONALS Allò que es transcriu per la RNA polimerasa.
En procariotes existeixen dos tipus d’unitats transcripcionals: · · Monocistròniques: tenen un cistró. Un cistró és un gen (allò que codifica per algun element: proteïnes, etc.). Per tant, la unitat transcripcional només codifica per un gen (només contindrà un únic ORF).
Policistròniques: té més de dos cistrons. La unitat transcripcional codifica per més d’un gen.
En el cas de que els gens codifiquin per proteïnes caldrà que hi hagi una regió RBS per cada gen (prop de cada ATG) perquè aquestes unitats transcripcionals es transcriguin i puguin arribar a generar el producte gènic corresponent.
Si trobem dues seqüències o codons d’inici i STOP significa que hi ha dos gens i entre ells hi pot haver una regió de separació (DNA intercistrònic).
Quan un gen s’acaba de transcriure el ribosoma es desestructura i s’escindeix del DNA. Per això cal que per poder transcriure els diferents gens que codifiquen per les diferents proteïnes que es troben una darrera l’altra, també es puguin transcriure una després de l’altra.
Efecte polar sobre la traducció No tots els gens d’una mateixa unitat transcripcional presenten la mateixa quantitat de producte gènic. Estan esglaonats, alguns es transcriuen més cops que els altres. Hi ha una gradació: [prod gen 1]>[2]>[3] La probabilitat que un ribosoma que ha transcrit el gen 1, després de desenganxar-se, s’uneixi al RBS del gen 2 és més alta que no la de que un ribosoma a l’atzar s’uneixi al RBS del gen 2.
Els processos de traducció i transcripció estan acoblats. Quan el RBS del gen 1 queda lliure perquè ja s’ha transcrit l’mRNA del gen 1 i es poden anclar nous ribosomes al RBS1. A mida que el ribosoma va avançant, aquest pot estar ocultant el RBS del gen 2 o 3. Com a conseqüència, a aquests RBS de ORF distals no s’hi uniran tants ribosomes per atzar com passa en el primer gen RBS1.
En una unitat policistrònica, el gen que està més a prop del promotor és el que més es tradueix. No s’acaba igualant la traducció dels diferents gens perquè l’mRNA es degrada de 3’ a 5’, per tant, l’últim en transcriure’s és el primer que es degrada i serà el que menys es traduirà.
Regulant l’activitat i l’afinitat del ribosoma a RBS podem intentar equilibrar una mica l’efecte polar. Aquest efecte és un mecanisme de regulació gènica, s’expressen més els gens que estan més a prop del promotor (s’han mogut/ordenat els gens durant l’evolució segons com i en quina quantitat s’han de transcriure i traduir).
Es pot tenir un RBS abans de l’stop? I tenint l’inici i l’stop solapats? RBS, inici, Stop.
Podria ser que fossin pseudogèns, gens que no solen tenir promotor i, per tant, no s’expressen ni donen cap producte gènic.
El ribosoma sempre es desestructura quan es troba amb un codó STOP, no és que els ignori o s’amaguin per altres ribosomes.
El ribosoma, quan s’ha ensamblat inicia la transcripció i no para fins que arriba al STOP.
Allà es desensambla. Una altra cosa és quan han d’iniciar la traducció, llavors l’ensemblatge del ribosoma és diferent. El ribosoma va carregat amb 1 aà, la metionina (el primer) per iniciar la traducció. S’enganxa a la zona de RBS però encara no tradueix. Llavors s’uneix a la cadena, el ribosoma corre cap endavant fins que troba el codó inici (ATG, metionina és el codó que determina el frame de lectura en el qual es llegirà aquell gen) i quan el troba comença a traduir a partir d’aquell punt. Per això tampoc importa que l’inici del gen i un STOP estiguin solapats o que el codó inici estigui abans que el de final. En aquest segon cas, el codó STOP no serveix per aturar el ribosoma que tradueix perquè aquest no ha tingut prou temps com per traduir suficient l’mRNA a proteïna perquè el codó STOP faci saltar el ribosoma. Aquest codó STOP servirà per un altre ribosoma que no estigui traduint aquell gen, sinó per exemple, per un que en transcrigui un altre.
Promotors Bacterians · · · Regió- 30. És la que és reconeguda per la RNA polimerasa, marca que hi ha un promotor.
Regió -10 (TATA o Pribnow). Coincideix que més o menys es troba a 10 nt del primer que serà transcrit. És el punt d’anclatge i fixació de la DNA polimerasa al DNA.
+1. El primer nt que es transcriu, sol ser A/G .
Si observes tots els promotors d’un organisme en trobes de forts (molt ben reconeguts per la RNA pol i amb una zona d’anclatge molt òptima) i de febles (amb una zona d’anclatge no molt bona i que no són reconeguts tant fàcilment per la RNA plimerasa). Cal diferenciar els promotors de les seqüències consens. Tots els promotors de l’organisme, en les primeres posicions la majoria tenen els mateixos nts TTGACA (és la seqüència més probable o habitual / el nt més probable a cada posició. Pot ser que 2 nts siguin igual de probables (Ex. En +1 A/G).
Però no vol dir que aquesta seqüència existeixi). Aquesta seqüència més probable no serà la òptima perquè n’hi ha molts més de no òptims. Els gens que a la cèl·lula li interessa que s’expressin més tindran un promotor fort i si no vol expressar-los tant tindran un promotor feble.
No totes les espècies bacterianes tenen la mateixa seqüència consens -35 i -10 perquè tampoc tenen les mateixes RNA polimerases, per tant, variaran les seqüències tot i que les senyals sempre seran les mateixes (les regions -35 i -10).
El contingut G-C afecta considerablement aquestes seqüències (és com en la DnaA, que cadascuna seria diferent en funció de l’espècie).
Un altre sistema de regulació és el tipus de control dels promotors.
· · · · · Continus. Pot donar-se el cas d’un gen amb dos promotors un darrere l’altre en el mateix sentit.
Solapats. A vegades funciona un i a vegades l’altre (depenent dels ínputs reguladors) Enfrontats. La RNA pol no pot estar actuant alhora al mateix punt en els dos sentits. Si tens dos promotors, un davant de l’altre, que orienten la RNA pol cap als dos sentits només en funcionarà un cada cop.
Oposats. Tenen dos promotors un capa a cada sentit. Mentre un s’està utilitzant per un ribosoma, la seqüència senyal de l’altre promotor pot ser que no es vegi, quedi oculta. Però podrien començar a transcriure un cap a cada cantó obtenint trànscrits diferents.
Interns. Generen unitats transcripcionals diferents (una unitat policistrònica si es comença a traduir des del segon promotor i monocistrònica si es comença per l’altre promotorà mRNAs diferents) UPS (regions upstream, aigües/corrent amunt) de la regio -35. De normal s’hi ubiquen les regions d’interacció d’aquelles proteïnes que s’encarreguen d’activar la transcripció (els activadors o moduladors+ que generen una torsió i fan que es mostri més el promotor).
DNS (downstream) cap al 3’ de la regió -10. Els inactivadors o moduladors - solen tenir les seves seqüències d’interacció en aquesta zona: són les proteïnes que oculten la regió d’anclatge del DNA i eviten que la RNA pol s’hi uneixi per transcriure-les.
Inici de la Transcripció La RNApol és un holoenzim amb moltes subunitats i diferents funcions.
Per sí sola pot reconèixer la regió -35 i anclar-se a -10 però a vegades hi ha elements que l’ajuden a fer-ho.
Perquè la RNA polimerasa s’ancli i comenci a transcriure cal una torsió determinada i idònia (que és la que generen els promotors forts) del DNA. A vegades pot ser necessari que intervinguin certes proteïnes que flexionen el DNA de forma correcta com en el cas dels promotors febles, on molt poques vegades es pot anclar la RNA pol i hi ha poca transcripció. Un promotor feble es pot convertir en fort si interacciona amb diferents activadors que flexionen el DNA de forma que li sigui molt fàcil a la RNA polimerasa d’unir-se i anclar-se més vegades. Pot passar el contrari amb promotors forts i proteïnes repressores.
Les proteïnes FIS tenen afinitat per la RNA polimerasa (estan a la regió més amunt de -35).
Reconeixen una part de RNApol i l’anclen. Un promotor no massa fort pot passar a ser fort si les proteïnes que hi ha prop seu tenen una interacció molt forta amb la RNApol.
També pot ser que hi hagi regions -35 i 10 que estiguin a una distància poc òptima (no estan separades 30 pb) i per aquest motiu la RNA pol reconegui poques vegades el promotor. Per solucionar-ho pot ser que trobem una regió al extrem 5’ normalment al UPS i una a DNS. Aquestes s’anomenen PE1 i PE2 i són molt fortes. Actuen fent força i doblant una mica el DNA (gràcies a una interacció amb binding factors) perquè les regions -35 i -10 estiguin a la distància òptima i per tant, el promotor es reconegui molt i s’expressi molt el gen.
RNA polimerasa És un holoenzim, està constituït per diverses subunitats: · · · · rpoB subunitat beta: unió de nts, els incorpora i té la funció de polimerització.
rpoC subunitat beta’: unió al DNA motlle.
rpoA subunitat Alfa: unió al promotor.
rpoD subunitat sigma: reconeix la regió -35 i s’uneix a la -10 perquè la RNA polimerasa quedi ancalda al promotor. És necessària perquè es pugui iniciar la transcripció. N’hi ha de molts tipus i ajuden a modular l’expressió gènica.
Les tres primeres subunitats són les que formen el core o nucli de l’enzim (beta, beta’ i alfa).
Cal tenir tot el complex muntat per poder obrir el NA i començar a transcriure. Quan això s’ha donat (està unit i s’ha començat a transcriure) sigma s’escindeix perquè ja no cal reconèixer nous promotors.
En procariotes no hi ha un sol tipus de sigma, sinó que n’hi ha moltes. Això serveix perquè cada una reconeixerà uns promotors o uns altres.
Regulant la concentració relativa de cada tipus de sigma pots regular la transcripció dels diferents promotors. Les sigmes no són massa diferents però sí que varien els seus promotors òptims.
Hi ha un canal per on entra i un altre per on surt el DNA, un altre per on surt l’mRNA i un per on entren els nts.
Diferències entre REPLICACIÓ i TRANSCRIPCIÓ Replicació. La DNA pol obre les dues cadenes, deixa ssDNA a la cadena senzilla (que es cobreix de proteïnes Ssb) i s’anava estabilitzant.
Transcripció. En la RNA pol no es veu l’obertura del DNA perquè es dóna a l’interior de l’enzim. Davant i darrera de la RNA pol no veus cadenes senzilles.
Fase d’inici de la transcripció En suspensió trobem el core (apoenzim) i les subunitats sigmes per separat. Quan un core reconeix una sigma s’uneixen i generen una RNA pol (holoenzim, enzim complet). Aquest holoenzim s’ancla i vehicula per el DNA buscant la regió -35. El complex està tancat: es diferencia de quan està obert perquè obert és quan sigma ha reconegut a -35 i quan s’ha anclat al DNA.
La subunitat alfa del enzim (té capacitat d’interacció amb el DNA) s’ancla a -10 i pot obrir un petit espai de les cadenes separant-les.
Per això era una regió rica en A-T, perquè entre aquestes dues bases només hi ha dos ponts d’hidrogenà menys tensió à més fàcil d’obrir les dues cadenes. Quan això passa s’incorporen els primers nt, uns 3, que seran transcrits (A/G) i a partir d’aquí la RNA polimerasa comença a polimeritzar (no necessita cap cebador, només cal tenir A/G). La subunitat sigma es sol trobar a la regió per on surt l’mRNA formant com una mena de tap i no el deixa sortir. Perquè la RNA pol pugui seguir avançant, cal que el tap que genera sigma desaparegui i per això s’ha d’escindir sigma un cop comença la transcripció.
Quan la RNA pol avança es van tancant les cadenes complementàries de DNA transcrit que surt pel seu canal i es va obrint la cadena de DNA que va entrant.
Com la DNA pol, un cop està posada en marxa no es pot parar només es pot fer disminueixi la velocitat de la RNApol i això és el que fa que es desestructuri, deixi d’interaccionar amb el DNA, el complex es tanca i no es pot tornar a obrir (ja no hi ha sigma) escindint-se.
Elongació del trànscrit Mecanismes de finalització de la Transcripció Aquesta fase comença amb el descens de la velocitat de transcripció de la RNA polimerasa.
Sempre hi ha implicat un bucle, com un llaç de DNA, que acaba fent que s’escindeixi la RNA pol. S’acaba quan es desestructura del DNA i no s’hi pot tornar a unir perquè necessita sigma per interaccionar amb un promotor i tornar a interaccionar.
Hi ha 2 tipus de mecanismes de finalització (de formar el bucle, no depèn de l’espècie): · Rho dependent. Rho és una RNA-DNA helicasa (proteïna) que separa heterodímers entre DNA i RNA (involucrada en la transcripció, per tant). És una proteïna hexamèrica, formada per 6 subunitats idèntiques (forma d’anell). Necessita ATP per interaccionar amb l´’RNA mitjançant una seqüència específica i vehicula sobre aquest dins que atrapa la RNA polimerasa. El terminador sempre serà un bucle àuna regió palindròmica(el que fa que RNA pol acabi anant més lenta). Rho interaccionarà amb l’mRNA emergent, no amb el DNA, per la regió específica RUT (per unir-s’hi cal hidrolitzar ATP). La interacció permet l’estabilització d’un bucle a mida que RNA pol va transcrivint i es va alentint la RNA pol. La disminució de la velocitat de la RNA pol i l’activitat helicasa de Rho acabaran desplaçant i escindint la RNA pol del mRNA emergent.
Es creu que els bucles, com que són una estructura que es munta molt ràpidament i a més són més “grans” que la cadena simple de mRNA, alenteixen la RNA polimerasa perquè es queden encallades al seu interior i costa de que surtin.
La proteïna Rho és capaç d’interaccionar amb quasi qualsevol mRNA (encara que no tant eficientment si no hi ha seqüència RUT). El bucle es pot muntar perquè Rho, al avançar, va desestabilitzant els ribosomes (ho fa amb un gran esforç, gasta ATP) que s’escindeixen del mRNA i així permet que es generin els bucles que frenaran la RNA pol.
· Rho independent (no tenen la regió RUT però a vegades també hi ha interacció Rho-RNA). La disminució de la velocitat de RNA pol també s’ha de donar i també es dóna a partir d’un bucle que es diferencia de l’anterior perquè té una regió d’interacció molt rica en G-C (3 ponts d’H à bucle es forma ràpid i són interaccions més fortes i estables). Aquestes interaccions ja es donen dins de la RNA pol i es forma el bucle que té dificultats per sortir. Això provoca que el complex amb el DNA, RNApol i RNA emergent (“bombolla”) es vagi tancant fins que es tanca del tot, es desestabilitza l aunió RNA polimerasa – DNA i s’allibera l’mRNA emergent. Rho pot entrar al final i acabar d’ajudar a escindir el complex més fàcilment i així acaba la transcripció.
Els bucles dels terminadors Rho independents tenen una característica que és que tenen una regió rica en GC que després va seguida per molts U. Això també facilita que l’heterodúplex (RNA-DNA) es trenqui més fàcilment perquè la regió següent al bucle hi ha interaccions més febles, U/A-T (2 ponts d’H), que les de G-C (3 ponts d’H).
Efecte polar sobre la Transcripció També es pot tenir un efecte polar sobre la transcripció (diferent al de la traducció que vam veure).
El fet de que la transcripció s’acabi abans d’hora es pot donar a vegades a causa de mutacions polars: mutacions que es troben en un gen però fenotípicament afecten a altres gens (els que segueixen per exemple). Aquestes mutacions sempre són degudes a que als cistrons anteriors s’ha donat una mutació sense sentit (es canvia un codó normal per un o més STOP abans que s’hagi d’acabar de transcriure el DNA, proteïna queda més curta del normal).
De normal la RNA pol polimeritzaria una unitat transcripcional i no pararia a l’STOP d’un gen, sinó que seguiria transcrivint (perquè la RNApol transcriu tota la unitat, són els ribosomes que es desensamblen a l’STOP). Rho detectaria la regió RUT al DNA i quan arribés al final del transcrit acabaria parant l’RNA pol. Però els ribosomes quan estan traduint i arriben al STOP es desestructuren i després es tornen a unir a altres RBS.
Quan es donen aquestes mutacions el que passa és que Rho pot anar més ràpid (perquè no hi ha ribosomes anclats tanta estona com de normal perquè l’STOP està abans del normal i als ribosomes els costa més tornar-se a unir a altres RBS propers quan s’han desestabilitzat) i acaba fent que s’escindeixi la RNA pol abans d’hora (abans que es transcrigui el segon o tercer gen). En aquest cas es desestabilitza la RNA pol perquè Rho arriba abans, no per la generació d’un bucle.
No totes les mutacions tindran aquest efecte polar, dependrà d’on es produeixi la mutació sense sentit i de si es troba a prop o lluny del següent RBS.
La UAG-1 tindrà més efecte polar perquè la mutació estarà més a prop del RBS i més lluny del STOP, per tant, els ribosomes quedaran més lluny del següent RBS i els costarà més de tornarse a enganxar. En canvi si la mutació l’RBS distal estan molt propers, no hi haurà temps per la separació dels ribosomes del mRNA i la RNA polimerasa continuarà protegida de la proteïna Rho.
CONTROL DE LA DE LA TRANSCRIPCIÓ PER ATENUACIÓ Operó: unitat transcripcional en la que els gens que la formen estan relacionats a nivell funcional. Ex: en l’operó Triptòfan els gens que el formen estan implicats en la síntesi de triptòfan.
Observant els transcrits que es poden generar des del promotor de l’operó n’hi ha un de petit (que només conté la regió líder (o trpL) del DNA i aparentment no contenia cap dels gens que formaven l’operó), mentre que a vegades s’obté un transcrit llarg que contenia tots els gens que calen per la síntesi de Trp. A altes [Trp] es produeix el petit transcrit però quan són baixes, es produeix el llarg per incrementar la [Trp] de l’interior de la cèl·lula. El que no es coneixia era com es feia perquè s’acabés la transcripció en un punt o en un altre.
Això és el que van anomenar control de la transcripció per l’atenuació: aquest mecanisme molecular que descriu perquè es para la transcripció en un moment o un altre. N’hi ha de dos tipus de processos d’atenuació: dependent o independent de traducció (segons si la zona implicada en l’atenuació s’ha de traduir o no, respectivament).
· DEPENDENT DE TRADUCCIÓ. La zona implicada en l’atenuació s’ha de traduir.
Ex. 1: l’Operó triptòfan (Trp) d’E. coli El DNA que codifica per l’aà Trp pot generar un transcrit curt (a partir del que no es pot sintetitzar l’aà) i un de llarg (sí que codifica per l’aà) a partir del mateix DNA. Aquest gen té quatre seqüències: 1, 2, 3 i 4. En la 1 hi ha una alta concentració de codons Trp i és palindròmica amb 2. La regió 3 és palindròmica amb 4, i si 2 està lliure, com que es transcriu abans que 4, també pot formar un bucle mitjançant ponts d’H amb la regió 3 (aquesta regió que conté 1, 2, 3 i 4 és l’atenuador de l’operó trp).
S’ha vist que en altes concentracions de trp, el ribosomes van a una velocitat més alta traduint l’mRNA que la RNApol transcrivint el gen. Això provoca que el ribosoma “atrapi” la RNApol i amagui la seqüència de mRNA que just emergeix de la polimerasa.
El ribosoma ocupa ràpidament la regió 2 fent que interaccionin 3 i 4 (i no 2 i 3) prop de la RNApol. Llavors es genera un bucle terminador igual que els independents de Rho prop de la RNApol, per tant, l’enzim disminuirà la seva velocitat i es desestabilitzarà fent que s’alliberi abans d’acabar de transcriure tot el gen. Els ribosomes traduiran aquest fragment de mRNA (que és més curt del normal) i s’obtindrà la proteïna curta = pèptid líder.
Si la concentració de Trp és baixa, hi haurà pocs tRNAs carregats amb Trp a la cèl·lula.
Per aquest motiu, quan es doni la transcripció, la RNApol necessitarà una mica més de temps per fer la zona 1 del transcrit (perquè hi ha més codons Trp del normal i de tRNAs carregats amb Trp a la cèl·lula n’hi ha pocs) i tardarà una mica més en avançar.
Quan comenci a transcriure la regió 2, com que els ribosomes ja hauràn atrapat a la RNApol traduint, la regió 1 ja s’estarà traduint i per tant estarà amagada fent que quan 2 i 3 s’hagin transcrit formin un bucle. Aquest, no té capacitat d’afectar la velocitat de la RNApol i ja no permetrà que es formi el bucle 3 i 4. L’RNApol seguirà transcrivint i generarà el transcrit llarg que sí que codifica per l’aà Trp.
Si mires els operons que codifiquen per la síntesi d’altres aà veus com al final de la seqüència trobes una alta concentració de codons que codifiquen per l’aà. Això es un mecanisme molt bo de control de la síntesi i transcripció de certs aà segons la [] que hi hagi d’aquests a la cèl·lula i, així estalvies energia (a diferència de la regulació per enzims reguladors, el transcrit llarg es fa igual i si no és necessari generar la proteïna perquè ja n’hi ha molta a la cèl·lula, els enzim degraden el transcrit).
Ex: en his trobes alta concentració d’His (H) al final de la seqüència.
A vegades aquests mecanismes poden presentar antiterminadors. Ex2: Operó bgl involucrat en la degradació d’un B-glucòsids.
La cèl·lula té un sistema de captació d’aquests glucòsids (i glúcids en general) quan es troba en baixes concentracions d’aquests elements. Té un transportador (BgIF, codificat per bglF) que transporta el B-glucòsid de l’exterior a l’interior de la cèl·lula i perquè aquest producte no pugui tornar a sortir per gradient, el fosforila. El fosfat que s’utilitza s’obté del compost BgIG (es forma a partir del transcrit de bgIG). Aquest, al desfosforilar-se dimeritza i s’activa. Un cop actiu interacciona amb una seqüència específica del RNA emergent (atenuador 1) i evita la formació d’un bucle (per tant, evita que la velocitat de RNApol disminueixi i permet que es generi el transcrit bgIF).
Això és el que succeeix en concentracions altes de B-glucòsids a la cèl·lula ja que es pot donar la transcripció de tot l’operó (el transcrit llarg). Quan la segona part de l’operó es sintetitza es crea el transcrit que conté els gens de BglF que és l’enzim que degrada els B-glucòsits. Antiterminador ACTIU Quan a la cèl·lula hi ha pocs B-glucòsids, hi ha poques BgIG actives (desfosforilades i dimeritzades) per tant, no interaccionen amb la seqüència de RNA emergent que genera el bucle i es dóna només la transcricpció del gen BgIG (no es genera el transcrit codificant per l’enzim degradatiu dels B-glucòsids). Antiterminador INACTIU En aquest cas no hi ha ribosomes però sí la proteïna BglG que es troba protegint l’atenuador i per tant evita que es formi el bucle de terminació. Les proteïnes antiterminador interaccionen amb la zona del bucle i eviten que es doni i finalitzi la transcripció.
És dependent de traducció perquè la proteïna involucrada en el control es sintetitza a partir del mateix operó que sestà transcrivint.
· INDEPENDENT DE TRADUCCIÓ. La zona implicada en l’atenuació no s’ha de traduir, no cal que això passi perquè es doni l’atenuació.
Ex: L’Operó trp de B. Subtillis En funció de la concentració de Trp es genera un transcrit curt o llarg.
Hi ha regions (A,B,C,D) que són palindròmiques entre elles. Es poden formar bucles entre C i D i entre B i A però no entre B i C. Les regions C i B estan imbricades una en l’altre (B forma part de C i C de B), per tant, només es pot formar un dels dos bucles.
Qui decideix que es formi un bucle o l’altre és la proteïna TRAP regulada per la concentració cel·lular de Trp. Quan interacciona amb Trp adquireix capacitat d’interacció amb l’RNA però mitjançant la caixa d’interacció específica que coincideix amb A (sinó no pot interaccionar-hi). Quan hi ha altes concentracions de Trp hi ha interacció amb A i es forma el bucle CD (terminador), no l’AB, generant així el transcrit curt que no codifica per l’aà.
Si hi ha poc Trp, no hi ha interacció de TRAP amb A i es genera el bucle AB (per tant ja no es pot formar CD). La RNApol no disminueix la seva velocitat i genera tot el transcrit (el llarg) que codifica per Trp.
Aquest mecanisme és independent perquè TRAP no és codificada per l’operó que s’està controlant mitjançant el mecanisme d’atenuació.
Riboswitch: sistemes d’atenuació independents on la creació d’un bucle terminador o no està associat a la presència d’un RNA.
Podem tenir un bucle terminador que generi una estructura de terminador transcripcional o unes altres estructuracions del RNA que no tinguin l’efecte terminador i per tant la transcripció continuï.
Ex: La síntesi aminoacil tRNA sintetasa de la Tyr.
Aquest enzim és l’encarregat de carregar la tirosina al seu tRNA. El que controla la seva síntesi serà la quantitat de tRNAs buits (sense carregar). El que s’utilitza com a riboswitch és el tRNA. Quan està buit interacciona per dos punts (per l’anticodó i la regió de l’aà) però quan està unit a l’aà només pot interaccionar per un punt (per l’anticodó) i això fa que s’estabilitzi la primera o la segona estructura en l’RNA (generant un bucle terminador o no).
El mateix en altres síntesis, com per exemple, la regulació de l’operó trp de Lactococcus.
En aquestes situacions es veu una seqüència que s’anomena tbox: seqüència de qualsevol tRNA on s’ancla l’aminoàcid. És casi igual en tots, per tant, es pot trobar una seqüència consens en el DNA, que serà el lloc per on el tRNA interaccionarà amb el DNA a nivell del lloc d’unió d’aà.
O la regulació de la síntesi de metionina.
Hi ha altres estructures com metabòlits secundaris (Ex. SAM, S-adenosilmetionina; sintetitza metionina) que poden estar involucrats en l’estructuració de bucles o no, ser antiterminadors, tRNAs...
...