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TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN
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TRANSCRIPCIÓN
RECULACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN EN EUCARIOTAS
Secuencias reguladoras de acción en cis: Promotores y estimuladores:
La transcripción de genes eucarióticos está controlada por proteínas
que se unen a secuencias reguladoras, las cuales pueden estar localizadas
a más de 50 kb del sitio de inicio de la transcripción. Los estimuladores
contienen de forma característica sitios de unión para múltiples
proteínas que actúan conjuntamente en la regulación de la expresión
génica.
Sitios de unión para factores de transcripción
Los factores de transcripción
eucariotas se unen a secuencias cortas de ADN, generalmente de 6-10
pares de bases, presentes en promotores o en secuencias potenciadoras
(enhancers).
Proteínas reguladoras de la transcripción
Se han aislado muchos factores
transcripcionales eucarióticos gracias a su unión a secuencias específicas
de ADN.
Estructura y función de los activadores transcripcionales
Los activadores
transcripcionales son proteínas modulares que contienen dominios
diferentes de unión al ADN y de activación. Los dominios de unión al
ADN median la asociación con secuencias reguladoras específicas; los
dominios de activación estimulan la transcripción interaccionando con
proteínas Mediadoras y con factores de transcripción generales, además
de con coactivadores que modifican la estructura cromatínica.
Represores eucarióticos
La expresión génica en células eucarióticas está
regulada tanto por represores como por activadores. Algunos represores
interfieren en la unión de activadores o factores de transcripción generales
al ADN. Otros represores contienen dominios de represión que inhiben
la transcripción interaccionando con factores de transcripción generales,
activadores transcripcionales, o correpresores que afectan a la
estructura cromatínica.
Regulación de la elongación
La transcripción se regula tanto al nivel de
la elongación como de la iniciación. En muchos genes, las moléculas de
polimerasa II que han comenzado a transcribirlos se han detenido poce
después del promotor. Estas polimerasas detenidas reanudarán
transcripción tan pronto como reciba las señales extracelulares ade
cuadas.
Relación de la estructura de la cromatina con la transcripción
La modificación de histonas mediante
acetilación se encuentra estrechamente ligada a la regulación
transcripcional, y las enzimas que catalizan la acetilación de las histonas
están asociadas con los factores de transcripción, mientas que las histona
deacetilasas están asociadas con represores. Las histonas también se ven
modificadas por fosforilación y metilación, y modificaciones específicas
de las histonas afectan a la expresión génica sirviendo como sitios de
unión para otras proteínas reguladoras.
Regulación de la transcripción por ARN no codificantes
La transcripción
puede ser regulada por ARN no codificantes, además de por las proteínas
reguladoras. Los microARN reprimen la transcripción de genes
homólogos mediante su asociación con un complejo proteico (RITS) que
induce modificaciones en las histonas resultando en la formación de heterocromatina.
La inactivación del cromosoma X proporciona un ejemplo
de regulación génica por ARN no codificante en mamíferos.
Metilación del ADN
La metilación de los residuos de citosina puede inhibir
la transcripción de genes eucariotas y es importante para el silenciamiento
de los elementos transponibles. La regulación de la expresión génica
mediante metilación desempeña un importante papel en la
impresión genómica, que controla la transcripción de algunos genes relacionados
con el desarrollo de mamíferos.
MADURACIÓN Y RENOVACIÓN DEL ARN
Maduración de los ARN ribosómico y de transferencia:
Maduración del ARNm en eucariotas:
Los ARN ribosómico
y de transferencia proceden del corte de un largo transcrito primario,
tanto en células procarióticas como eucarióticas. En los ARNr se añaden
grupos metilo, y se modifican varias bases en los ARNt.
Los pre-ARNm eucarióticos se
modifican con la adición de casquetes o cap de 7-metilguanosina y colas
de poli-A en 3', además de la extracción de los intrones mediante corte y
empalme.
Mecanismos de corte y empalme
El corte de los pre-ARNm nucleares se
lleva a cabo en grandes complejos llamados espliceosomas, formados
por proteínas y pequeños ARN nucleares (ARNsn). Los ARNsn reconocen
secuencias en los puntos de corte de los pre-ARNm y catalizan la escisión.
Algunos ARN mitocondriales, cloroplásticos y bacterianos tienen
la habilidad de ser autoempalmantes, ya que el proceso está catalizado
por secuencias de los intrones.
Corte y empalme alternativo
Pueden unirse los exones en diferentes
combinaciones según sea el tipo de corte y empalmado, lo que supone un
importante mecanismo en eucariotas complejos para el control de la expresión
génica específica de tejido.
Corrección del ARN:
Algunos ARNm son modificados mediante procesos
que alteran sus secuencias de codificación de proteínas. La corrección
de ARNm mitocondriales en algunos protozoos incluye la adición y delección
de residuos de U en múltiples puntos de la molécula. Otras formas
de edición del ARN en células de plantas y mamíferos consisten en
la modificación de bases específicas.
Degradación del ARN:
Los intrones son degradados en el interior del núcleo
y los ARNm anómalos que carecen de marcos de lectura abiertos
completos son eliminados por decaimiento del ARNm mediado sin sentido.
Los ARNm funcionales en las células eucarióticas son degradados a
diferentes velocidades, proporcionando un mecanismo adicional de control
de la expresión génica. En algunos casos, las tasas de degradación des
ARNm están reguladas por señales extracelulares.
Transcripción en procariotas
El ARNm fue descubierto en primer lugar en la E.coli
El ARNm fue descubierto en primer lugar en la E.coli
La comprensión de la transcripción en E. coli ha supuesto la base para los estudios acerca de los mecanismos que regulan la expresión génica en eucariotas, de mucha mayor complejidad.
ARN polimerasa y transcripción
La principal enzima responsable de la síntesis de ARN es la ARN polimerasa, que cataliza la polimerización de ribonucleósidos 5'-trifosfato (NTP) dirigida por un molde de ADN.
La ARN polimerasa, como la ADN polimerasa, es una enzima compleja compuesta de múltiples cadenas polipeptídicas. La enzima intacta se compone de cuatro tipos distintos de subunidades.
La secuencia de ADN a la que se une la ARN polimerasa para iniciar la transcripción de un gen se denomina promotor.
Técnica footprinting de ADN
Transcripción mediante la ARN polimerasa de E. cali.
Estructura de la ARN polimerasa bacteriana
Control
negativo de la transcripción y represores
positivo de la transcripción
El ejemplo mejor estudiado de control positivo en E. coli es el efecto de la glucosa en la expresión de genes que codifican las enzimas implicadas en el catabolismo de otros azúcares (incluyendo a la lactosa) utilizados como fuente alternativa de carbono y energía.
El gen i codifica un represor que, en ausencia de lactosa (arriba), se une al operador (o) y bloquea la transcripción de los tres genes estructurales (z, (3-galactosidasa; y, permeasa; y a, transacetilasa). La presencia de lactosa induce la expresión del operón mediante la unión al represor (abajo), que evita que este represor se una al operador. P = promotor; Pol = polimerasa.
imagen tomada de Célula de Cooper 5a edición
Imagen tomada de Célula de Cooper 5a edición
Imagen tomada de Célula de Cooper 5a edición
Imagen tomada de Célula de Cooper 5a edición
Imagen tomada de Célula de Cooper 5a edición
Imagen tomada de Célula de Cooper 5a edición
TRADUCCIÓN
Y
GENERALIRADES
CODONES
NUCLEÓTIDOS EN GRUPOS DE 3
ANTICODONES
SECUENCIA DE TRES NUCLEÓTIDOS COMPLEMENTARIA A UNA SECUENCIA DE OTROS TRES NUCLEÓTIDOS QUE SE ENCUENTRAN EN EL ARNm
CÓDIGO GENÉTICO
CONJUNTO COMPLETO DE RELACIONES ENTRE LOS CODONES Y LOS AMINOÁCIDOS
Imagen tomada de Introducción a la genética humana de Lisker. Capítulo 3
El proceso de traducción sucede en el Citoplasma de la célula una vez que el ARNm sale del núcleo finalizada la transcripción
La traducción es la transferencia de información de un lenguaje (ácido nucleico) a otro (proteína
Se produce en 3 etapas: Iniciación, elongación y terminación.
ARN DE TRANSFERENCIA
Es una pequeña molécula de ARN que participa en la síntesis de proteínas. Cada molécula de ARNt tiene dos áreas importantes
Una región de trinucleótidos denominada anticodón y una región donde se une un aminoácido específico.
Terminación
En esta etapa el ribosoma se reune con el ARNm y el primer ARNt para que pueda comenzar la traducción.
Elongación
En esta etapa los ARNt traen los aminoácidos al ribosoma y estos se unen para formar una cadena.
En esta última etapa el polipéptido terminado es liberado para que vaya y realice su función en la célula.
Iniciación
REGULACIÓN DE LA TRADUCCIÓN
Fosforilación de eIF2 y elF-B2 proteínas Quinasas fosforilan a los factores de crecicmiento-iniciación produciendo un bloqueo en el cambio de GTP a GDP, de modo que el eIF2/GTP no puede ser generado
Unión de proteínas represoras a secuencias especificas de ARNm
OSTEOGÉNESIS IMPERFECTA (OI)
¿Qué es?
La osteogénesis imperfecta (OI) es un trastorno genético caracterizado, por una alteración en la formación de colágeno, lo que le confiere una mayor fragilidad ósea y riesgo de fracturas
MANIFESTACIONES CLÍNICAS
DIAGNÓSTICO
TRATAMIENTO
*) Fragilidad ósea moderada a grave
*) Deformidad de miembros
*) Escleróticas azules en la infancia
*) Hipoacusia
Macrocefalia.
*) Hiperextensibilidad articular
*) Retraso del desarrollo motor
*) Análisis del procolágeno tipo I de fibroblastos cultivados
*) Análisis de la secuencia de los genes de COL1A1 y COL1A2
*) Hormonoterapia
*) Bisfosfonatos
La cirugía ortopédica
*) Fisioterapia y la terapia ocupacional
*) Implante coclear.
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- Flowchart on TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN, created by Mesa2 2020 on 26/11/2020.
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