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Síntesis y maduración del
ARN
Patricia Doring
B.S. Nutrición Humana
Transcripción
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actividades celulares.
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también podría llamarse síntesis del ARN
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factores de transcripción que ejercen de factores de iniciación, que
se unen a secuencias específicas de ADN para reconocer el sitio
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transcripción se llama promotor. Los promotores se localizan en los
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realiza sobre el promotor TATA, allí se forma el núcleo del complejo de
iniciación. Sobre la caja TATA se fija una proteína de unión (TBP) junto con el
factor de transcripción TFII D (TF proviene del inglés: transcription factor).
Después, a ellos se unen otros factores de transcripción específicos: TFII A,
que estabiliza el complejo TFII D-ADN; los factores TFII B y TFII E se unen al
ADN y el TFII F (una helicasa dependiente de ATP) y al final la ARN polimerasa.
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y separa las hebras de ADN en colaboración con
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acceso de la ARN polimerasa al molde de ADN
de cadena simple.
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polimerasa es muy rápida, la formación de la
burbuja de transcripción o apertura del ADN y la
síntesis del cebador es muy lenta.
◦ La burbuja de transcripción es una apertura de ADN
desnaturalizado de 18 pares de bases, donde
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nucleótido número 10 del ADN molde de la burbuja
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abierto.
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 Una vez sintetizado el primer enlace
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del promotor para que quede limpio para
volver a funcionar de nuevo.
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desprenderse el transcrito inicial de ARN y
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una iniciación abortada, común tanto en
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una longitud de unos 23 nucleótidos, el
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siguiente fase, la elongación.
Elongación
 La ARN polimerasa cataliza la elongación de
cadena del ARN.
 Una cadena de ARN se une por apareamiento
de bases a la cadena de ADN, y para que se
formen correctamente los enlaces de hidrógeno
que determina el siguiente nucleótido del molde
de ADN, el centro activo de la ARN polimerasa
reconoce a los ribonucleótidos trifosfato
entrantes.
 Cuando el nucleótido entrante forma los enlaces
de hidrógeno idóneos, entonces la ARN
polimerasa cataliza la formación del enlace
fosfodiéster que corresponde. A esto se le llama
elongación, la segunda etapa de la transcripción
del ARN.
Terminación
 Al finalizar la síntesis de ARNm, esta molécula ya se ha
separado completamente del ADN (que recupera su forma
original) y también de la ARN polimerasa, terminando la
transcripción.
 La terminación es otra etapa distinta de la transcripción,
porque justo cuando el complejo de transcripción se ha
ensamblado activamente debe desensamblarse una vez que
la elongación se ha completado.
 La terminación está señalizada por la información contenida
en sitios de la secuencia del ADN que se está transcribiendo,
por lo que la ARN polimerasa se detiene al transcribir
algunas secuencias especiales del ADN.
 Estas secuencias son ricas en guanina y citosina, situadadas
en el extremo de los genes, seguidas de secuencias ricas en
timina, formando secuencias palindrómicas, que cuando se
transcriben el ARN recién sintetizado adopta una estructura
en horquilla que desestabiliza el complejo ARN-ADN,
obligando a separarse de la ARN polimerasa,
renaturalizándose la burbuja de transcripción.
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 Aclararon mecanismos básicos por lo
que se regula la transcripción.
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 En el caso de las eucariotas, el proceso se realiza en el
núcleo, y es similar al de las procariotas, pero de mayor
complejidad.
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RNApII transcribe los pre-RNAm, mientras que la RNApI y
RNApIII transcriben los RNA-ribosomales y RNAt,
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 Los RNAs transcritos son modificados posteriormente. El pre-
ARNm,por ejemplo, sufre un proceso de maduración que tras
cortes y empalmes sucesivos elimina ciertos segmentos del
ADN llamados los intrones para producir el ARNm final.
 Durante este proceso de maduración se puede dar lugar a
diferentes moléculas de ARN, en función de diversos
reguladores.
◦ Así pues, un mismo gen o secuencia de ADN, puede dar lugar a
diferentes moléculas de ARNm y por tanto, producir diferentes
proteínas.
◦ Otro factor de regulación propio de los ecuariotas son los
conocidos potenciadores (en inglés: "enhancers"), que
incrementan mucho (100 veces) la actividad de transcripción de
un gen, y no depende de la ubicación de éstos en el gen, ni la
VIDEOS
 http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/a
lumno/2bachillerato/genetica/actividad
13b.htm
 http://www.educarchile.cl/Portal.Base/
Web/VerContenido.aspx?GUID=a4d8
6e6e-37c9-48d8-a978-
e811173b153b&ID=136157
 http://www.scribd.com/doc/6189200/A
DN-Genetica-Herramientas-
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3.2 síntesis

  • 1. Síntesis y maduración del ARN Patricia Doring B.S. Nutrición Humana
  • 2. Transcripción  En el genoma se encuentran las instrucciones que dirigen todas las actividades celulares.  Instrucciones síntesis de ARN y proteínas.  Comportamiento celular  diferenciación celular.
  • 3. Transcripción  Primer proceso de la expresión genética, mediante el cuál se transfiere la información contenida en la secuencia del ADN hacia la secuencia de proteína.  Utiliza diversos ARN como intermediarios.  Durante la transcripción genética, las secuencias de ADN son copiadas a ARN mediante una enzima llamada ARN polimerasa.  Se sintetiza un ARN mensajero que mantiene la información de la secuencia del ADN. De esta manera, la transcripción del ADN también podría llamarse síntesis del ARN mensajero.
  • 4. Preiniciación  Al contrario que para la replicación de ADN, durante el inicio de la transcripción no se requiere la presencia de un cebador para sintetizar la nueva cadena, de ARN en este caso.  Antes del inicio de la transcripción se necesitan toda una serie de factores de transcripción que ejercen de factores de iniciación, que se unen a secuencias específicas de ADN para reconocer el sitio donde la transcripción ha de comenzar y se sintetice el ARN cebador.  Esta secuencia de ADN en la que se ensamblan los complejos de transcripción se llama promotor. Los promotores se localizan en los extremos 5'-terminales de los genes, ◦ Los promotores tienen secuencias reguladoras definidas, muy conservadas en cada especie, donde las más conocidas son la caja TATA (situada sobre la región -10 -30), con la secuencia consenso TATA(A/T)A(A/T); y la caja CAAT (situada en un punto anterior). La formación del complejo de transcripción se realiza sobre el promotor TATA, allí se forma el núcleo del complejo de iniciación. Sobre la caja TATA se fija una proteína de unión (TBP) junto con el factor de transcripción TFII D (TF proviene del inglés: transcription factor). Después, a ellos se unen otros factores de transcripción específicos: TFII A, que estabiliza el complejo TFII D-ADN; los factores TFII B y TFII E se unen al ADN y el TFII F (una helicasa dependiente de ATP) y al final la ARN polimerasa.
  • 5. Iniciación  La ARN polimerasa simplemente se une al ADN y separa las hebras de ADN en colaboración con otros cofactores permitiendo, de esta manera, el acceso de la ARN polimerasa al molde de ADN de cadena simple.  Aunque la búsqueda del promotor por la ARN polimerasa es muy rápida, la formación de la burbuja de transcripción o apertura del ADN y la síntesis del cebador es muy lenta. ◦ La burbuja de transcripción es una apertura de ADN desnaturalizado de 18 pares de bases, donde empieza a sintetizarse el ARN cebador a partir del nucleótido número 10 del ADN molde de la burbuja de transcripción. ◦ La burbuja de transcripción se llama complejo abierto.
  • 6. Disgregación del promotor  Una vez sintetizado el primer enlace fosfodiéster, se debe deshacer el complejo del promotor para que quede limpio para volver a funcionar de nuevo.  Durante esta fase hay una tendencia a desprenderse el transcrito inicial de ARN y producir transcritos truncados, dando lugar a una iniciación abortada, común tanto en procariotas como eucariotas.  Una vez que la cadena transcrita alcanza una longitud de unos 23 nucleótidos, el complejo ya no se desliza y da lugar a la siguiente fase, la elongación.
  • 7. Elongación  La ARN polimerasa cataliza la elongación de cadena del ARN.  Una cadena de ARN se une por apareamiento de bases a la cadena de ADN, y para que se formen correctamente los enlaces de hidrógeno que determina el siguiente nucleótido del molde de ADN, el centro activo de la ARN polimerasa reconoce a los ribonucleótidos trifosfato entrantes.  Cuando el nucleótido entrante forma los enlaces de hidrógeno idóneos, entonces la ARN polimerasa cataliza la formación del enlace fosfodiéster que corresponde. A esto se le llama elongación, la segunda etapa de la transcripción del ARN.
  • 8. Terminación  Al finalizar la síntesis de ARNm, esta molécula ya se ha separado completamente del ADN (que recupera su forma original) y también de la ARN polimerasa, terminando la transcripción.  La terminación es otra etapa distinta de la transcripción, porque justo cuando el complejo de transcripción se ha ensamblado activamente debe desensamblarse una vez que la elongación se ha completado.  La terminación está señalizada por la información contenida en sitios de la secuencia del ADN que se está transcribiendo, por lo que la ARN polimerasa se detiene al transcribir algunas secuencias especiales del ADN.  Estas secuencias son ricas en guanina y citosina, situadadas en el extremo de los genes, seguidas de secuencias ricas en timina, formando secuencias palindrómicas, que cuando se transcriben el ARN recién sintetizado adopta una estructura en horquilla que desestabiliza el complejo ARN-ADN, obligando a separarse de la ARN polimerasa, renaturalizándose la burbuja de transcripción.
  • 9.
  • 10. Transcripción en procariotas  E coli.  Aclararon mecanismos básicos por lo que se regula la transcripción.
  • 11. Transcripción en eucariotas  En el caso de las eucariotas, el proceso se realiza en el núcleo, y es similar al de las procariotas, pero de mayor complejidad.  Diferentes RNAp transcriben distintos tipos de genes. La RNApII transcribe los pre-RNAm, mientras que la RNApI y RNApIII transcriben los RNA-ribosomales y RNAt, respectivamente.  Los RNAs transcritos son modificados posteriormente. El pre- ARNm,por ejemplo, sufre un proceso de maduración que tras cortes y empalmes sucesivos elimina ciertos segmentos del ADN llamados los intrones para producir el ARNm final.  Durante este proceso de maduración se puede dar lugar a diferentes moléculas de ARN, en función de diversos reguladores. ◦ Así pues, un mismo gen o secuencia de ADN, puede dar lugar a diferentes moléculas de ARNm y por tanto, producir diferentes proteínas. ◦ Otro factor de regulación propio de los ecuariotas son los conocidos potenciadores (en inglés: "enhancers"), que incrementan mucho (100 veces) la actividad de transcripción de un gen, y no depende de la ubicación de éstos en el gen, ni la