tema 16. procesamiento post-transcripcional

Tema 16

Procesamiento del RNA

Procesamiento en procariotesrRNA y tRNA

Procesamiento en Eucariotes

rRNA, tRNA y mRNA

Procesamiento en procariotas

* Las moléculas de ARNm prácticamente no experimentan ningún tipo de maduración en procariotas.

Tema 16 Procesamiento post-transcripcional.


* Las moléculas de ARN transferente y ARN ribosómico se originan por escisión de un mismo transcrito policistrónico.

16 S 23 S 5S

E. coli:

La escisión la realizan enzimas que cortan por sitios muy precisosEj. Ribonucleasa P origina los ARNt de E. coli

Tema 16: Procesamiento post-transcripcional.


* Otros transcritos contienen varios tipos de ARN transferente o varias copias del mismo.

* Otros ARN sufren la adición de nucleótidos al extremo terminal.

* CCA al extremo 3´ de los ARNt

5´3´5´C

AC

3´

Tema 16 Procesamiento post-transcripcional.


* Otros ARN sufren modificaciones de bases (ARNr).

Procesamiento en Eucariotas

En eucariotas, los precursores del mRNA se procesan y maduran en el núcleo antes de transportarse al citosol para su traducción en proteínas

Tema 16. Procesamiento post-transcripcional.

Procesamiento en eucariotas

•ARNm Es el producto de transcripción que más se modifica.•Se modifican ambos extremos 5´y 3´



* ARNm

Cap 0

Cap 1

Cap 2

Cadena de ARN

Enlace 5´- 5́ trifosfato

7-metil-guanosina



* ARNm

* El extremo 5´de la nueva cadena de ARNm se modifica durante la transcripción.

1) Se libera un fosfato por hidrólisis del 5´trifosfato.

2) Formación de un enlace 5´-5´-trifosfato entre el extremo 5´-difosfato y el fosfato-α de un GTP.

3) Metilación del N7 de la guanina terminal por la S-adenoasilmetionina.

Casquete ó cap 0Casquete ó cap 0



* ARNm* La mayoría de los ARN mensajeros eucariotas contienen una cola de poliadenitalo en el

extremo 3´.

Tema 14: Procesamiento post-transcripcional.Tema 16: Procesamiento post-transcripcional.


* ARNm

* La mayoría de los ARN mensajeros eucariotas contienen una cola de poliadenilato en el extremo 3´.

* Una endonucleasa específica reconoce la secuencia AAUAAA y corta los transcritos primarios.

•A continuación una poli(A) polimerasa añade unos 250 residuos de A al extremo 3´.•El donador es ATP



¿ Cuál es el papel fisiológico de estas modificaciones ?

•Confieren estabilidad a los ARN mensajeros frente a la acción de fosfatasas y nucleasas.•(Cofia)

* Facilitan y aumentan la efectividad de la traducción del ARNm. (Cola de poliA)

* Existe una relación inversa entre la velocidad de degradación de la cola de poli A y la vida media de una molécula de ARNm.


Maduración del ARN: se escinden los intrones y se empalman los exones

•El pre-ARN mensajero está formado por secuencias codificantesdenominadas exones separados por secucuencias no codificantesdenominadas intrones.

•El proceso de eliminación de los intrones se realiza en el núcleo,mediante un mecanismo muy complejo denominado splicing.


Estructura de los intrones

* La secuencia de bases de un intrón es muy variable, entre 50 y 10.000. Todos comienza con GU y termina con AG.

* En vertebrados la secuencia consenso en el extremo 5´es AGGUAAGU y en el extremo 3´consiste en 10 pirimidinas (U o C), seguida de una base cualquiera seguida de C, para acabar con la secuencia AG.

* Todos los intrones poseen una secuencia interna importante que se denomina centro de ramificación. Esta secuencia se situá entre 20 y 50 nucleótidos secuencia arriba del sitio de empalme 3´.


Estructura de los intrones

* Las secuencias de los centros de empalme y del centro de ramificación son las importantes para el proceso de splicing. El resto de la secuencia del intrón es irrelevante.

* Mutaciones en estas secuencias dan lugar a procesamientos incorrectos.

β-talasemia (anemia hereditaria)

Esta mutación puntual da lugar a un procesamiento en el extremo 3´anómalo cuya consecuencia es la aparición de un codón de stop

Procesamiento en eucariotas¿ Cómo se unen los exones ?

Producida por el ataque del grupo 2´-OH de un adenilato del centro de ramificación, formádose un enlace

2´-5´-fosfodiéster.

* Rotura del enlace fosfodiéster entre el exón secuencia arriba y el extremo 5´del intrón.

Transrsterificación



¿ Cómo se unen los exones ?

El grupo 3´-OH del exón 1 ataca el enlace fosfodiéstersituado entre el intrón y el

exón 2.

Nueva transesterificación. No hidrólisis


* En la unión de los exones juega un papel importante los espliceosomas.

* Los espliceosomas son ribonucleoproteínas que reconocen sitios de unión 5´y 3´de los exones así como los puntos de ramificación.

* Están formados por los snRNAs (small nuclear RNAS) asociados con proteínas específicasque forman las partículas pequeñas de ribonucleoproteína nuclear (snRNPs; “snurps” ).


* La unión de los exones se inicia con la unión de U1-snRNP al sitio de splicing 5´.

* A continuación se une U2-snRNP al centro de ramificación.

* Se asocian U1 y U2 acercando los extremos 5´y 3´del intrón.


* Posteriormente se asocia el complejo U4-U5-U6, previamente formado al complejo U1-U2 y al precursor del ARNm formándose el espliceosoma.


* U5 interacciona con la secuencia del exón en el centro de unión 5´.

* Separación de bases entre U1 y el centro de unión 5´ (ATP) y liberación de U1.

* Extensión de U5 sobre el centro de unión 5´.

* U4 se separa de U6 y este adquiere su actividad catalítica.

* U6 se aparea con las secuencias de unión 5´y con U2 apareado con el centro de ramificación.

* Ataque del grupo 2´-OH del adenilato del centro de ramificación al centro de unión 5´ y el grupo 3´-OH del exón 1 ataca al centro de emplame del exón 2 para unirse.

* Finalmente, U2, U5 y U6 quedan unidos al lazo del intrón y se separan.


* La unión de los exones se realiza por dos reacciones de trasesterificación.

Se genera un grupo 3´-OH libre en el extremo 3´en el exón 1

Se une el grupo 3´-OH con el grupo fosfato 5´del exón 2


Algunas moléculas pueden sufrir empalmes alternativos produciendo distintos mRNA


* ARNt

* Sufren una escisión de una secuencia guía 5´.

* Eliminación de un intrón de 14 nucleótidos.

* Sustitución del extremo terminal 3´UU por CCA.

* Varias modificaciones de bases.



* ARNt

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