FREDY ZEGARRA ARAGON
DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGIA MOLECULAR



                 TRANSCRIPCION          TRADUCCION
REPLICACION




              DNA          RNA                 PROTEINAS
                                 mRNA
                                 rRNA
                                 tRNA
TRANSCRIPCION : REACCION GENERAL CATALIZADA
                POR LA RNA POLIMERASA

 ADN                                        ADN             ARN




                              Mg2+
           + 4 ( NTP )n                               +              +    ( PPi )n
                          RNA Polimerasa
                           5’        3’




( NMP )n                                   ( NMP )n       ( NMP ) n + 1
DNA

                                           5’ 3’
3’ 5’                    3’

         RNA
    5’         5’   3’

                                 RNA
                              Polimerasa
MODELO DE ESTRUCTURAS DE RNA POLIMERASAS BASADOS EN
                 ANALISIS CRISTALOGRAFICOS

Caja -10: TATAAT
                                    σ
Caja -35: TTGACA                             β
                    ADN                                   αI


               RNA POLIMERASA                β’           α II
               DE BACTERIAS
                  ( procariote )
                                             ω

                                                    10
Caja TATA                               9
Caja CAAT
                   ADN                      RBP 2
                                                      12       3
                                                                         Tipo α
                                                             11
              RNA POLIMERASA II
              DE LEVADURAS
                                        5   RBP 1
                  ( eucariote )                       8            ( 12 subunidades )
                                   CTD
                                              6     Tipo ω
RNA POLIMERASAS DE EUCARIOTES

                             N U C L E A R E S
                                                                  MITOCONDRIAL
                        I               II             III
Subunidades de     195 – 197 Kd 240 – 214 Kd      155 Kd
  alto Peso            117 – 126       140             138
  Molecular
Subunidades de    Varias, entre   Varias, entre   Varias, entre
  bajo Peso        16 a 61 Kd       16 a 41 Kd      19 a 89 Kd       65 Kd
  Molecular

    Formas         2 a 3 tipos     3 a 4 tipos     2 a 4 tipos       1 tipo
   Variables
                   Nucleolo        HnRNA,         tRNA
RNA sintetizado    rRNA (28S,     mRNA ARN        rRNA 5S             mt RNA
                    18S y 5.8S)    viral            SnRNA
                                    SnARN
Inhibición por          No           Si (muy        Si (menos         No
alfa amanitina                       sensible)       sensible)
SECUENCIAS PROMOTORAS Y REGULADORAS DE UN
                  GEN DE LA CLASE II

                                PROMOTOR
     INTENSIFICADOR
                      - 150                 - 50   - 30   - 20   +1   20 - 200
5’
                                                                                 3’
                          SDE   CAAT   GC            TATA
3’                                                                               5’
Enhancer
    GCCATCGGGC




                  HAT
                              TF II D
                                                    Pol II
CREB                                    TF II E
                         TAFs                                          Transcripción
                                                  TF II F TF II H

                               TBP
                    TF II A


         .
                              TF II B

AGGTCA   TGACCT
                                                                    Sitio de Inicio de la
    CRE                  Factores Generales de                         Transcripción
                             Transcripción
                          Caja TATA: -25
                          Caja CAAT
TRANSCRIPCION EN PROCARIOTES



              ADN
5’                            3’   Top : Codificante


3’                            5’   botton




5’                            3’

        ARN   (Transcripto)
A   Iniciación de la transcripción por unión de la RNA Polimerasa en el
    sitio de inicio.




    RNA POLIMERASA

                        Factor σ




                     COMPLEJO CERRADO
B    Apertura de la doble hélice del ADN e Iniciación de la              COMPLEJO
      cadena de ARN con la unión de los primeros dos                      ABIERTO
                 Ribonucleósidos Trifosfatos

        ARN POLIMERASA                   Factor σ ( bacterias )




                                          3’
                         5’                  RNA
                                           NACIENTE




                                                       4 (NTP)n

C   Elongación de la cadena de                          (PPi)n
     RNA por adición de NTPs



                                                                  3’

                                                                       40 nucleótidos / Segundo
                                   RNA
                                                                                Nus A

                              5’
Rho


                                                                         3’



         5’


         RNA


D    Terminación y liberación de la Polimerasa y el
         RNA completado dependiente de Rho                             RNA
                                                             Rho   POLIMERASA

                                                        3’
                                 RNA




    5’




                                                      DNA
ESTRUCTURA DE TALLO – BUCLE DEL EXTREMO 3’ QUE INDICA
TERMINACION DE UN RNA TRANSCRITO INDEPENDIENTE DE RHO

                        U    U
                    U            U
                        C....G
                        C.…G
                        U.…A           Tallo rico
                        C….G           en G + C

                        G….C
                        G….C
                        A….U
                        A….U
                        A….U
                A–U–U          U – U – U – U – U – OH


                                  Secuencias
                                 desapareadas
                                    de Us
PAUSA




                                                            3’




                                                      RNA
E   Modelo de terminación de la transcripción
    independiente de rho ( ρ )
                                                5’   ISOMERIZACION




                                                            3’




                                                         RNA
           5’




                                 TERMINACION
PROCESAMIENTO DE LOS mRNAs EUCARIOTICOS

                  Exones          Intrones
     HnRNA
5’                                                                 3’




             Añadido de
               Poli A

             Añadido del                      Intrones
                Cap




      Cap
                                         A A A A A A A A ……..
                                         A
      5’                   mRNA                               3’

                                             Cola de poli A
AGG GU                                  A            AG


                          sn RNP U1                     sn RNP U2




            AGG GU                                  A            AG
               C C A 5’                     sn RNP U2
                   3’

                          snRNP U4/U6 +
sn RNP U1                   snRNP U5




                                   U2         U1

                                          U4 / U6

                                             U5


                                                        snRNPs


                          A
Secuencia Señal de
                                                                                         AAUAAA
                                                               Poli-A en el DNA


                                                                                                   Factor Específico de
                                                                                                         Corte y
                                                      P P P P      P                                 Poliadenilación
   CTD
                                                                CPSF                 Secuencia
Dominio del                                            CstF
                             RNA                                                      señal de
extremo C-                              Dominio CTD                                 Poli-A en el
                   5’                                                                   RNA
 Terminal
                                                                                                   Factor Estimulante
                                                                 CstF
                                                                                                        de Corte
                                        Corte del
                                          RNA
                                                                  CPSF
              5’                                                        3’
                         Poli-A Polimerasa
                               (PAP)                                              PAP


              5’                                                             3’

                        Proteína Unidora de
                               Poli-A


                                                                                        3’
              5’                                                       AAAAAAA
                        Proteína Unidora de
                          Poli-A Adicional


              5’                                                  AAAAAAA           AAAAAAA


                   Figura Nº 4.15. Poliadenilación y Terminación de la síntesis de un
                                          mRNA eucariótico.
Receptor de                                  Complejo del
Transporte                                   Poro Nuclear
  nuclear              Casquete
                          5’


                                       A
                                   A
                                  A
         AAAAAAA                  A
                                  A
                                  A




   Proteína de unión
       al poli-A         NUCLEO            CITOPLASMA
                                                            AAAAAAA
NUCLEO                    CITOPLASMA
          ADN

             TRANSCRIPCION

Hn RNA


             PROCESAMIENTO

 m RNA
                AAAAAAAAAA …. A




                                    TRADUCCION
                                    (Síntesis Proteica)

m RNA
                 AAAAAAAAAA …. A
TRANSCRIPCION POR LA RNA POLIMERASA I

                                                                   DNA




                                                                 Pre-rRNA
                                                                    45 S
         rRNA 28 S              5.8 S              rRNA 18 S




  Estructura de una unidad de transcripción de rRNA


        Nucleolo: Cromosoma ---- GEN     Organizador Nucleolar
                              “TANDEM”
ESQUEMA DE LA TRANSCRIPCION Y PROCESAMIENTO DE LOS rRNAs EUCARIOTICOS

  DNA                                 GEN   DE   DNA   RIBOSOMAL


                                                    Transcripción y
                                RNA Polimerasa I      metilación
                                                                             CORTE



     3’                                                                                             5’
                  28 S                  5.8 S                    18 S             Pre- rRNA 45 S

                                                    CORTE


          3’                                                                      Pre- rRNA 41 S
                                                                             5’
                     28 S                   5.8 S                     18 S

                                       CORTE           CORTE


Pre – rRNA 32 S                                                                   Pre – rRNA 20 S




                                        CORTE



                         rRNA 28 S
                                                               rRNA 18 S

                         rRNA 5.8 S
TRANSCRIPCION POR LA RNA POLIMERASA III

               +1              +47                  +96   +121


                                      TF III A


          RNA Polimerasa III


               +1               +47                 +96   +121


                                       TF III A

                    Contactos Proteína-Proteína entre
                     TF III A y la RNA Polimerasa III

 Factores de Transcripción para genes eucarióticos de la Clase III
INTRON
 DNA

                             RNA Polimerasa III   Transcripción
                            Endonucleasa                 Exonucleasa
           5’ P – P – P –                                              OH 3’

                                RNAasa P




 TRANSCRIPTO PRIMARIO




                                                          Intrón
   ESQUEMA PARA EL
PROCESAMIENTO DE UN tRNA
      EUCARIOTICO                                  Añadido de CCA – OH y
                                                    modificaciones en el
                                                         extremo 3’
Añadido de CCA – OH y
                                              modificaciones en el
                                                   extremo 3’

   ESQUEMA PARA EL                  H
PROCESAMIENTO DE UN tRNA            O   3’
      EUCARIOTICO
                                    A
                                    C
                                    C

                           5’   P




                                                Intrón
ESQUEMA PARA EL
PROCESAMIENTO DE UN tRNA
      EUCARIOTICO                       ELIMINACION
                                        DEL INTRON



                                    H   3’
                                    O

                                    A
                                    C
                                    C

                           5’   P




                                             tRNA MADURO
EUCARIOTES      RNAs (núcleo)                Salida al citosol
                 (Procesamiento)



PROCARIOTES      RNAs      (procesamiento: Excepto mRNA)




              INHIBIDORES DE LA
                TRANSCRIPCION
                 Actinomicina D
                      Acridina
                  Alfa amanitina
                    Rifampicina
Transcripcion diapositivas

Transcripcion diapositivas

  • 1.
  • 2.
    DOGMA CENTRAL DELA BIOLOGIA MOLECULAR TRANSCRIPCION TRADUCCION REPLICACION DNA RNA PROTEINAS mRNA rRNA tRNA
  • 3.
    TRANSCRIPCION : REACCIONGENERAL CATALIZADA POR LA RNA POLIMERASA ADN ADN ARN Mg2+ + 4 ( NTP )n + + ( PPi )n RNA Polimerasa 5’ 3’ ( NMP )n ( NMP )n ( NMP ) n + 1
  • 4.
    DNA 5’ 3’ 3’ 5’ 3’ RNA 5’ 5’ 3’ RNA Polimerasa
  • 5.
    MODELO DE ESTRUCTURASDE RNA POLIMERASAS BASADOS EN ANALISIS CRISTALOGRAFICOS Caja -10: TATAAT σ Caja -35: TTGACA β ADN αI RNA POLIMERASA β’ α II DE BACTERIAS ( procariote ) ω 10 Caja TATA 9 Caja CAAT ADN RBP 2 12 3 Tipo α 11 RNA POLIMERASA II DE LEVADURAS 5 RBP 1 ( eucariote ) 8 ( 12 subunidades ) CTD 6 Tipo ω
  • 6.
    RNA POLIMERASAS DEEUCARIOTES N U C L E A R E S MITOCONDRIAL I II III Subunidades de 195 – 197 Kd 240 – 214 Kd 155 Kd alto Peso 117 – 126 140 138 Molecular Subunidades de Varias, entre Varias, entre Varias, entre bajo Peso 16 a 61 Kd 16 a 41 Kd 19 a 89 Kd 65 Kd Molecular Formas 2 a 3 tipos 3 a 4 tipos 2 a 4 tipos 1 tipo Variables Nucleolo HnRNA, tRNA RNA sintetizado rRNA (28S, mRNA ARN rRNA 5S mt RNA 18S y 5.8S) viral SnRNA SnARN Inhibición por No Si (muy Si (menos No alfa amanitina sensible) sensible)
  • 7.
    SECUENCIAS PROMOTORAS YREGULADORAS DE UN GEN DE LA CLASE II PROMOTOR INTENSIFICADOR - 150 - 50 - 30 - 20 +1 20 - 200 5’ 3’ SDE CAAT GC TATA 3’ 5’
  • 8.
    Enhancer GCCATCGGGC HAT TF II D Pol II CREB TF II E TAFs Transcripción TF II F TF II H TBP TF II A . TF II B AGGTCA TGACCT Sitio de Inicio de la CRE Factores Generales de Transcripción Transcripción Caja TATA: -25 Caja CAAT
  • 9.
    TRANSCRIPCION EN PROCARIOTES ADN 5’ 3’ Top : Codificante 3’ 5’ botton 5’ 3’ ARN (Transcripto)
  • 10.
    A Iniciación de la transcripción por unión de la RNA Polimerasa en el sitio de inicio. RNA POLIMERASA Factor σ COMPLEJO CERRADO
  • 11.
    B Apertura de la doble hélice del ADN e Iniciación de la COMPLEJO cadena de ARN con la unión de los primeros dos ABIERTO Ribonucleósidos Trifosfatos ARN POLIMERASA Factor σ ( bacterias ) 3’ 5’ RNA NACIENTE 4 (NTP)n C Elongación de la cadena de (PPi)n RNA por adición de NTPs 3’ 40 nucleótidos / Segundo RNA Nus A 5’
  • 12.
    Rho 3’ 5’ RNA D Terminación y liberación de la Polimerasa y el RNA completado dependiente de Rho RNA Rho POLIMERASA 3’ RNA 5’ DNA
  • 13.
    ESTRUCTURA DE TALLO– BUCLE DEL EXTREMO 3’ QUE INDICA TERMINACION DE UN RNA TRANSCRITO INDEPENDIENTE DE RHO U U U U C....G C.…G U.…A Tallo rico C….G en G + C G….C G….C A….U A….U A….U A–U–U U – U – U – U – U – OH Secuencias desapareadas de Us
  • 14.
    PAUSA 3’ RNA E Modelo de terminación de la transcripción independiente de rho ( ρ ) 5’ ISOMERIZACION 3’ RNA 5’ TERMINACION
  • 15.
    PROCESAMIENTO DE LOSmRNAs EUCARIOTICOS Exones Intrones HnRNA 5’ 3’ Añadido de Poli A Añadido del Intrones Cap Cap A A A A A A A A …….. A 5’ mRNA 3’ Cola de poli A
  • 16.
    AGG GU A AG sn RNP U1 sn RNP U2 AGG GU A AG C C A 5’ sn RNP U2 3’ snRNP U4/U6 + sn RNP U1 snRNP U5 U2 U1 U4 / U6 U5 snRNPs A
  • 17.
    Secuencia Señal de AAUAAA Poli-A en el DNA Factor Específico de Corte y P P P P P Poliadenilación CTD CPSF Secuencia Dominio del CstF RNA señal de extremo C- Dominio CTD Poli-A en el 5’ RNA Terminal Factor Estimulante CstF de Corte Corte del RNA CPSF 5’ 3’ Poli-A Polimerasa (PAP) PAP 5’ 3’ Proteína Unidora de Poli-A 3’ 5’ AAAAAAA Proteína Unidora de Poli-A Adicional 5’ AAAAAAA AAAAAAA Figura Nº 4.15. Poliadenilación y Terminación de la síntesis de un mRNA eucariótico.
  • 18.
    Receptor de Complejo del Transporte Poro Nuclear nuclear Casquete 5’ A A A AAAAAAA A A A Proteína de unión al poli-A NUCLEO CITOPLASMA AAAAAAA
  • 19.
    NUCLEO CITOPLASMA ADN TRANSCRIPCION Hn RNA PROCESAMIENTO m RNA AAAAAAAAAA …. A TRADUCCION (Síntesis Proteica) m RNA AAAAAAAAAA …. A
  • 20.
    TRANSCRIPCION POR LARNA POLIMERASA I DNA Pre-rRNA 45 S rRNA 28 S 5.8 S rRNA 18 S Estructura de una unidad de transcripción de rRNA Nucleolo: Cromosoma ---- GEN Organizador Nucleolar “TANDEM”
  • 21.
    ESQUEMA DE LATRANSCRIPCION Y PROCESAMIENTO DE LOS rRNAs EUCARIOTICOS DNA GEN DE DNA RIBOSOMAL Transcripción y RNA Polimerasa I metilación CORTE 3’ 5’ 28 S 5.8 S 18 S Pre- rRNA 45 S CORTE 3’ Pre- rRNA 41 S 5’ 28 S 5.8 S 18 S CORTE CORTE Pre – rRNA 32 S Pre – rRNA 20 S CORTE rRNA 28 S rRNA 18 S rRNA 5.8 S
  • 22.
    TRANSCRIPCION POR LARNA POLIMERASA III +1 +47 +96 +121 TF III A RNA Polimerasa III +1 +47 +96 +121 TF III A Contactos Proteína-Proteína entre TF III A y la RNA Polimerasa III Factores de Transcripción para genes eucarióticos de la Clase III
  • 23.
    INTRON DNA RNA Polimerasa III Transcripción Endonucleasa Exonucleasa 5’ P – P – P – OH 3’ RNAasa P TRANSCRIPTO PRIMARIO Intrón ESQUEMA PARA EL PROCESAMIENTO DE UN tRNA EUCARIOTICO Añadido de CCA – OH y modificaciones en el extremo 3’
  • 24.
    Añadido de CCA– OH y modificaciones en el extremo 3’ ESQUEMA PARA EL H PROCESAMIENTO DE UN tRNA O 3’ EUCARIOTICO A C C 5’ P Intrón
  • 25.
    ESQUEMA PARA EL PROCESAMIENTODE UN tRNA EUCARIOTICO ELIMINACION DEL INTRON H 3’ O A C C 5’ P tRNA MADURO
  • 26.
    EUCARIOTES RNAs (núcleo) Salida al citosol (Procesamiento) PROCARIOTES RNAs (procesamiento: Excepto mRNA) INHIBIDORES DE LA TRANSCRIPCION Actinomicina D Acridina Alfa amanitina Rifampicina