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Tema 6Expresión y Regulación de GenesCap. 10, pág. 255-317
¿Qué es un gen?¿Qué es un gen?
¿Qué es un gen?
DNA
mRNA snRNArRNAtRNA
transcripción
no se traducen
Proteína
síntesis de proteínas
construcción de ribosomas
remociónde intrones
en eucariotastraducción
EnEucariotas:Eucariotas:
En Procariotas:
Estructura de un Gen
5’
5’
3’
3’DNA
promoter
ATG stop
open reading frame
terminator
+1transcription start point
ATG stop
-10 sequence-10 sequence
-35: punto de contacto inicial de la RNA polimerasa con el DNA
-10: lugar donde la RNA polimerasa comienza a desenrollar el DNA para comenzar la trascripción
región promotora : atrae a la RNA polimerasa
5’
5’
3’
3’
leader sequence
+1
promoter
ATG
transcription start point
stop
open reading frame
terminator
DNA
ATG stop
secuencia lider (Shine-Dalgarno): 5’-AGGA-3’ orienta correctamenteel mRNA en el ribosoma
5’
5’
3’
3’
leader sequence
+1
promoter
ATG
transcription start point
open reading frame
terminator
Estructura de un Gen
DNA
transcription termination site
secuencia terminandora : al ser transcrita forma una estructura 2º que causa que la RNA polimerasa se detenga y se retire
ATG
5’
5’
3’
3’DNA
leader sequence
+1
promoter
ATG
transcription start point
stop
open reading frame
terminator
5’ 3’
ATG
mRNA
protein
aminoterminus
carboxyterminus
stop
AUG stop
open reading frame
DNA→RNA (transcripcion)
síntesis de RNA (3 pasos)
1. iniciación
2. elongación
3. terminación
Síntesis de RNAElementos Envueltos en Iniciación
1. RNA polimerasa
•se une a la región promotora
• separa las hebras de DNA
• polimeriza RNA en dirección 5’-3’
DNAhebra con sentido
DNAhebra con sentido
síntesis de RNA
DNARNA
• síntesis de RNA no requiere primer
• RNA polimerasa no tiene mecanismo de corrección
• uracilo reemplaza a timina
Síntesis de RNAElementos Envueltos en Iniciación
1. RNA polimerasa2. factor sigma : proteína que permite que la RNA polimerasa
reconozca la región promotora y se una específicamente a ella
RNA polimerasa (centro catalítico) factor sigma
RNA polimerasa holoenzima(centro catalítico + factor sigma)
región promotora
Síntesis de RNA (Trascripción)
1. iniciación : acoplamiento de la RNA polimerasa a la región promotora a con la ayuda del factor sigma
-35 sequence -10 sequencePribnow box
Síntesis de RNA (Trascripción)
Procariotas Eucariotas
tres tipos de RNA polimerasas: I, II y III.
RNA polimerasa I: rRNA
RNA polimerasa II: mRNA, snRNA
RNA polimerasa III: tRNA
• una sola RNA polimerasa parapromotores de diferentes genes:
mRNAtRNA RNA polimerasa III: tRNAtRNArRNA
• solo requiere el factor sigmapara encontrar el promotor
• varios proteínas accesorias son necesarias para reconocer el promotor
Síntesis de RNA (Trascripción)
2. elongación : • comienza la trascripción• el factor sigma es liberado, •la cadena de RNA se extiende hasta alcanzar la región de terminación
Síntesis de RNA (Trascripción)
3. terminación : • envuelve una secuencia al extremo 3’ del mRNA (región terminadora)• se forma estructura secundaria en forma de horquilla• este cambio conformacional desprende la RNA polimerasa
región terminadora
región terminadora
terminador intrínsico
región terminadora
5’
3’
RNA
RNARNA
• Rho (hexadímero) se une al mRNA• Rho usa ATP para moverse a lo largo del mRNA• la RNA pol. hace una pausa al final de la región terminadora y es alcanzada por el
factor Rho• Rho desenreda la hebra hibrida de RNA y DNA liberando el mRNA y la RNA
Terminadores Dependientes del Factor Rho
región terminadora
OPERONES
P gen
RNA pol
5’ 3’mRNA
P gen P gen P gen
RNA pol RNA pol RNA pol
5’ 3’mRNA
5’ 3’mRNA
5’ 3’mRNA
P gen P gen P gen
RNA pol RNA pol RNA pol
5’ 3’mRNA
5’ 3’mRNA
5’ 3’mRNA
P gen 1 gen 2 gen 3
gen 1 gen 2 gen35’ 3’mRNA
1 2 3proteínas
RNA polOperón
Operonesunidad reguladora que controla la transcripción de:
• genes funcionalmente vinculados
• físicamente asociados
• genes se transcriben en una molécula de mRNA policistrónico (codifica varias proteínas diferentes o distintos tipos de rRNA )
• ejemplos en procariotas :operón de lactosaoperón de rRNA
Operón de Lactosa
RNA pol
mRNA policistrónico
lactosa (disacarido, galactosa + glucosa)
5’
3’
ZA
traducciónLac Z
Lac YLac A
permeasa de lactosa
acetilasa de betagalactósidos (añade -COCH3)
beta galactosidasa:descompone la lactosaen galactosa y glucosa
Operón de rRNA
Separación de diferentes tipos de rRNA por centrifugación en un gradiente de sucrosaOperón de rRNA
+ 21 proteínas
+ 34 proteínas
Operón de rRNA
subunidad 30S subunidad 50S
ribosoma procariota 70S
Síntesis de Proteínas
Síntesis de Proteínas
Introducción al tRNA
Amino-acil tRNA sintetasa
Phe
Phe
Síntesis de ProteínasComplejo de Iniciación (mRNA, 30S, tRNA-met, 50S)Ensamblaje requiere varias proteínas llamadas factores de iniciación y energía de GTP
Síntesis de Proteínas Elongación
A=acceptor
P= peptide
E= exit
(llegada de un tRNA + enlace péptido
P-site A-site
Síntesis de Proteínas1.Elongación: culmina con enlace péptido 2.Translocación
(requiere el factor de elongación EF-G)
P-site A-siteE-site
Síntesis de ProteínasTranslocación-Elongación
P-site A-siteE-site
Síntesis de ProteínasRemoval of formyl group
Metformyl
formylPeptide deformylase
Met
Met
Methionine aminopeptidase
Functional protein
Trascripción y traducción en procariotas versus euc ariotas
7-methyl guanosine (5’-cap)
AAAAAintron 1 intron 2 intron 3mRNA
Modificaciones del mRNA Eucariota
5’ 3’
The 5' cap has 4 main functions:1. Regulation of nuclear export. 2. Prevention of degradation by exonucleases. 3. Promotion of translation4. Promotion of 5' proximal intron excision.
poly-A tail
• transcription termination signal
• protection againstdegradation
Trascripción y traducción en procariotas versus euc ariotas
Doblamiento Global de Polipéptidos
doblamiento después de síntesis
espontáneo con ayuda de proteínas chaperonas
Efecto de Antibióticos en Síntesis de Proteínas
http://ribosome.bb.iastate.edu/70SnKmode/
Efecto de Antibióticos en Síntesis de Proteínas
aplicación clínica basada en especificidad por ribosomas procariotas