GENÉTICA

• Herrera Luis• Ibarra Fabián

•Martínez Cristóbal•Morales Denys

Sólo una pequeña porción del DNA de las células eucariotas se transcribe. Unidades de transcripción.

La mayor parte de del DNA nunca se transcribe y sólo una porción del RNA sintetizado se traduce en polipéptidos.

Algunas unidades de transcripción son expresadas para producir una molécula de RNA diferente a los mRNA y no especifican directamente polipéptidos.

El transcrito primario de aquellas unidades está sujeto a eventos de procesamiento.

Sólo la parte central de un mRNA maduro se traduce.

• La síntesis de RNA es catalizada por RNA polimerasas.

• Ribonucleósidos fosfatados: ATP, CTP, GTP, UTP

• Cadena sencilla dirección 5’-->3’• Eliminación de un pirofosfato de los

ribonucleósidos.• Enlongación, ocurre por adición de residuos

de mononucleósido monofosfato al grupo 3’-OH libre en el extremo.

Solo una de las cadenas de DNA sirve como molde para sintetizar RNA.

Cadena antisentido

Cadena sentido

• Se requieren de tres tipos de RNA Polimerasas para sintetizar RNA.

• No pueden iniciar la transcripción por sí mismas, requieren de factores de transcripción.

• Promotor.• Los factores de transcripción (trans) se unen

a la región promotora (cis), una RNA polimerasa se une al complejo y es activada.

1 2 3

Corriente arriba Corriente abajo

• Origina la transcripción de todos los genes que codifican para polipéptidos y algunos tipos de mRNA.

• Caja TATA. Punto de inicio de la transcripción.• Complejo Polimerasa-Factores de transcripción

= aparato basal de transcripción.• Los productos de los genes transcritos por RNA

polimerasa II tienen patrones de expresión de tejidos específicos.

• Potenciadores• Silenciadores.

Región promotora

1. -35: T82 T84 G78 A65 C54 A45

1 2

2. -10: T80 A95 T45 A60 A50 T96

3. Sitio de iniciación 3

Corriente arriba Corriente abajo

Factores de enlongación. SII y SIII (enlonguinas).

SIII conformado por subunidades A, B y C. Terminación depende de la adición de cerca

de 250 residuos de poliadenina, en cola de poli A, extremo 3’ por medio de poli(A) polimerasa.

RNA splicing. Remoción de intrones, empalme de exones. GT-AG.

CAP. Adición de 7-metilguanosina en el extremo 5’.

Poliadenilación. Adición de residuos de AMP en el extremo 3’. AAUAAA 15-30 nucleótidos corriente abajo.

Proteger el transcrito de ataque por exonucleasas.

Facilitar el transporte hacia el citoplasma.

Facilitar la remoción de intrones.

Unión de subunidad 40S al mRNA.

Facilitar el transporte al citoplasma.

Estabilizar moléculas de mRNA en el citoplasma.

Facilitar la traducción del mRNA.

1. Rotura en el extremo 5’ del intrón.2. Ataque nucleofílico por el nucleótido

terminal G del sitio donador a la Adenina para formar una estructura en asa.

3. Corte en el extremo 3’ de la unión intrón-exón, liberando el RNA intrónico como un asa y reunión de los segmentos de RNA exónico.

Confinado al nucleolo. Encargado de transcribir los genes del rRNA

18S, 5.8S y 28S. Unión de dos factores de transcripción (UBF,

SL1), que reclutan a la RNA polimerasa I para formar el complejo de iniciación.

rRNA 5S, tRNA, RNA 7SL y moléculas de snRNA necesarias para la remoción de intrones.

Sus promotores caen dentro de las secuencias codificantes.

En los genes del tRNA el promotor es bipartita con dos secuencias conservadas (Cajas A y B) y en el gen del rNA 5S sólo se encuentra un elemento en el promotor (Caja C).

Unión de factores de transcripción ubicuos a los elementos del promotor, seguida de la unión de otros factores y la polimerasa.

Los mRNA transcritos pasan al citoplasma y comienzan la síntesis de polipéptidos específicos por medio de los Ribosomas. (Traducción)

5’-3’ Amino-carboxilo Mitocondria

El ensamblado de las proteínas esta mediada por un código genético que establece la secuencia de los ribonucleótidos y la secuencia de los aminoácidos (tripletes).

Redundante o degenerado

Codon- Anticodon (AUG- UAG,UAA,UGA)

40-60 tRNA mitocondriales y 22 mitocondriales

74-95 nucleotidos Hoja de Trebol (bases complementarias) Brazo Aceptor Brazo TYC Brazo Anticodon Brazo D *brazo variable (entre TYC y Anticodon) Clase 1 75%(3-5) Clase 2 (13-21)

Unión aminoácido al extremo 3’ del tRNA

Representa el primer nivel de especificidad exhibido por el tRNA

En 2do nivel codón-anticodón 3er tRNA-ribosomas

Aminoacido-AMP + tRNA Aminoacil-tRNA – AMP

Aminoacil-tRNA sintetasas

Sitio Aminoacil Sitio Peptidil Sitio de Salida (E)

Iniciacion (mRNA-Ribosoma) Elongacion (adicion aminoacidos) *Translocacion 5’-3’ (A-P-E) Terminacion (liberacion cadena polipeptica)

Traducción eucariotesTraducción eucariotes

PoliribosomasPoliribosomas

Modificaciones postraduccionalesModificaciones postraduccionales

• La traducción no es la vía final.• El poli péptido que emerge del ribosoma es

inactivo– debe sufrir al menos las primera de la siguientes modificaciones:

• Plegamiento proteico• Rotura proteolítica• Modificaciones químicas• Remoción de ciertas secuencias internas.• Degradación proteica, estado final de la

expresión génica.

• Niveles estructurales de las proteínas.• 1) estructura primaria: Secuencia lineal• 2) estructura secundaria: hélice alfa y hélice

plegada beta.• 3) estructura terciaria: Doblamiento de

diferentes secciones de estructuras secundarias.

• 4) estructura cuaternaria: Vinculación de dos o más poli péptidos.

• Células auxiliares (chaperonas) en el plegamiento correcto de proteínas.

Producto primario puede sufrir cortes por proteasas.

Pueden ser iníciales, finales o internas (pueden formar más proteínas activas).

• Genoma: 20 aminoácidos diferentes.• Son muchas y variadas, pueden llevarse a

cabo en el extremo amino y carboxilo o cadenas laterales. Pueden ser simples como acetilación, hidroxilación, fosforilación, metilación o adición de nucleótidos.

• Otras modificaciones son completas como adición de grupos funcionales.

• Glucosilaciones: N-glucosilación (+) y O-glucosilación

• Las proteínas de secreción y las de exportación a localizaciones intracelulares especificas requieren de señales.

• Son exportadas a organélos, como mitocondria, peroxisomas y demás organélos, o bien, ser secretadas (hormonas y señales intracelulares).

• El poli péptido debe comprender una señal especifica de localización. Generalmente es una secuencia peptídica corta que constituye la llamada secuencia señal o líder.

• Una peptidasa la remueve durante el transporte.

• Proteínas de secreción, expresan la señal en los primeros 20 aminoácidos. Esta secuencia es guiada al RE por una SRP (Partícula de reconocimiento de la señal).

• De ahí, puede pasar al lumen del RE, si su destino es exportarse de la célula, o detenido para más modificaciones.

• Otras señales: Péptido señal de mitocondria, señales de localización nuclear, proteínas lisosomales.

Remoción de inteínas Ultima modificación postraduccionales, simil

formación RNA. Segmentos de proteínas que son removidos

enseguida de la traducción, mientras que los segmentos externos son unidos entre si.

Síntesis de proteínas y los eventos de procesamiento, resultan en proteínas nuevas y activas.

Recambio proteico. Cambio y degradación de proteínas que ya no se requieren.

Selectiva y Rápida.

• Regulación en procariotes: Mediante sustratos inductores o de productos finales represores. Controlan el inicio de la transcripción.

• El conjunto de genes estructurales y reguladores constituye un operón.

• Los genes reguladores están formados por una secuencia que codifica una proteína represora, cuya función es bloquear la expresión génica (operador).

Regulación en eucariotes: Todas la células nucleadas poseen el mismo tipo de genoma; expresan una pequeña fracción.

Más complejos que en los organismos procariotes.

El principal nivel de regulación se constituye al inicio de la transcripción.

• Los elementos de control son más complejos debidos, en parte, al gran tamaño del genoma y necesidad de sistemas de regulación más elaborada.

• Incluye los elementos del promotor, los potenciadores y los silenciadores. Cada uno de estos se encuentra constituido por secuencias reconocidas por proteínas especificas, llamadas factores de transcripción.

Se han identificado 3 dominios de unión a DNA:

◦ Hélice-vuelta-hélice HTH

◦ Dedos de Zinc Existe en Cis2-His2 y Cis4

◦ Dominio básico Hélice alfa (aa básicos) en

relación con los dominios de dimerización

Motivo de cierre de leucina (ZIP)◦ Extremo carboxilo de unión a DNA◦ Hélice alfa c/7 residuo leucina

Motivo de dimerización HLH◦ 2 hélices alfa separadas por asa no

helicoidal ◦ Dim. Por interacción entre aa

hidrófobos presentes en el extremo carboxílico

Activan la transcripción de los genes blanco Estimulan la transcripción:

Se desconocen los dominios de unión a DNA

Factores de transcripción

basales

Complejo de transcripción

en el promotor

La expresión génica puede ser alterada “expresión génica inducible”

Factor de transcripción

inactivo

Vía de señalización

Elementos de respuesta

TRANSCRIPCIÓN

Hormonas esteroides, tiroxina y acido retinoico

“Receptores hormonales nucleares”

Una vez unidos al homologo las proteínas se relacionan con un elemento específico del DNA

Activando su transcripción

Consiste en la transmisión de señales hacia dentro de la célula por un receptor de membrana en unión con moléculas de señalización hidrófilas.

Mecanismos de transmisión de señales de la membrana al núcleo:◦ Activación de proteincinasas◦ Factores de transcripción inactivos

2 niveles de regulación:◦ Regulación global:

Alteración en la cantidad de síntesis de proteínas afectando a todos los mRNA

Dada por Fosforilación del factor eIF-2

◦ Regulación transcrito específica: Mecanismos que actúan sobre uno o varios grupos

de transcritos que codifican proteínas relacionadas

Generación de diferentes mRNA maduros a partir de un transcrito:

◦ Por el uso de promotores diferentes

◦ Por el empleo de diferentes sitios de poliadenilación

◦ Por la remoción de intrones y empalme de exones

Procesamiento postranscripcional que implica cambios del mRNA mediante sustitución, inserción y deleción de nucleótidos

◦ Desaminación de citosina◦ Desaminación de adenosina◦ Gen NF1

La metilación del DNA permite la transmisión de patrones de represión génica a la cromatina

En el humano esta restringida por residuos de citosina

Metiltransferasa específica

El mantenimiento de la metilación la realiza el producto del gen Dnmt1