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Control de la

expresin gnica en eucarNiveles: DNA postranscripcional traduccional

postraduccionales


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niveles de control de la expresin g

regulacin transcripcional

regulacin postranscripcional

Control de la expresin gnica en euc

regulacin traduccional

regulacin postraduccional

regulacin a nivel de DNA

flujo de la informacin gentica


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12. Control de la expresin gnica en e






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niveles de controlde laexpresin gnica


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ARN polimerasas (I, II y III)

Utiliza romotores tiene un im ortante uso de enhanc

Sntesis de ARN en eucariotas:

Transcripcin

(potenciadores)

Factores de transcripcin (interaccionan con ADN y otrosfactores)

Poca regulacin en el punto de terminacin

Los ARN transcriptos primarios son ampliamente procesa


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A C

TFIIIA

Punto de inicio Punto de inicio

A

TFIIIC

TIPO 1 (ej 5S) TIPO 2 (ej

Requiere de varios tipos de factores como TFIII-A, TF

TFIIIB TFIIIB

TFIIIB

TFIIIB

TBP TBP


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Punto de inicioTATA

TFAsTFAs

TFIIA

TFIIB

TFIIFARN Polimerasa II

PPP

PPP

T F I I E

T F I I J

T F I I H


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Las protenas delpotenciador se unen a lasdel promotor induciendo

la transcripcin


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En eucariotas existen 3 ARN-polimerasa

ARNARN polpol IIIIARNARN polpol II


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Transcribe ARN ribosomal (nucleolo)

Est formada por 13 subunidades

Necesita la accin de 2 elementos de control (UCE y Core)

Core promoter

Punto de inicio

170 150 130 110 60 40 20 10 +10 +20Upstream control element

UBF1UBF1

ARN polimerasa IARN polimerasa I

?

Existen muchas (cientos) copias de la unidad de transcripcin(todos el mismo promotor)

Sintetiza el 80-90% del ARN total de una clula

Produce un nico ARN transcripto primario


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Procesamiento del preProcesamiento del pre- -rRNArRNALos cortes son en lugares especficos en una secuencia especfica

Parece estar ayudada/catalizada por ARN pequeos nucleolares (snoARNs).

snoRNAs se asocian a protenas (snoRNP) (ej. fibrillarina)

Metilaciones (M Sufre varias met

ej 18S: 4Met

Posiciones cons

metilos (en dete

ribosas).

5S: sintetizado por ARNpol-III (nno sufre modificacionesmigra hacia el nucleolo para en


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Transcribe ARN pequeos (5S, tARNs y snARN) (nucleoplasma)

Est formado por 14 subunidades

Es la polimerasa con menor produccin de ARN

Los promotores pueden estar tanto en la regin 5 (snARN) como 3 (5S y tARN)

Los internos: tipo 1 y 2

ARN polimerasa III

Oct PSE TATA5

A CTipo 1

A BTipo 2


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Intrones

*Una endonucleasa corta en los extremos. Seproducen dos medias-molculas de tRNA [5OH y3PO4 cclico (2-3)]

*La reaccin de la ligasa de tARN, tiene lugar entres pasos:

a)Fosforilacin del 5OH con el gamma-PO4 del

GTP.

Procesamiento del pre-tRNA(ARN pol III)

b)Formacin de un intermediario activado de laligasa (ligasa-AMP) que transfiere el AMPcclico al 5PO4 del sustrato.

c)El PO4 cclico se abre dando 2PO4 y 3OH.Se da la formacin del 5-3-fosfodiester y elAMP cclico se libera.

*La fosfotransferasa dependiente de NAD(nicotinamida adenina dinucletido) transfiere el2PO4 al NAD


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Extremo 5: endonucleasa ribonucleasa P (RNasa P) (enzima-RNP)

Extremo 3: Cambio de U del extremo por CCA (3 )

Codn de Tyr5-UAC-3

Anticodn5-GUA-3

Conversin de U a re

(D), pseudo-U ( )


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ARN POLIMERASA IIARN POLIMERASA IITranscribe los genes estructurales (prot) a ARNm (y hnARN) (nucleoplaEs la enzima que transcribe la ms diversa poblacin de ARNs.

Mltiples subunidades

Se observan 3 grupos de promotores: genricos, especficos e inducibles

Promotores genricos: secuencia mnima necesaria con la cual la polimepuede iniciar la transcripcin. No depende de secuencias reguladas por tej

Al menos 8 factores de transcripcin (TFII A,B,C,D,E,F,H,J)

Condiciones generales para la sntesis de ARN

Inr (regin iniciadora) puede ser descrita como Py 2CAPy 5

TATA box: secuencia consenso de 8pb a unos ~25pb, rodeado desecuencias ricas en GC. Lo contienen la gran mayora de los promotoune TFIID/TBP

TAF: TBP-associated factors


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Procesamiento delProcesamiento del pre pre- - mARN mARN


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regulacin postranscripc(RNA)

modificacin (CAP y poliA) yprocesamiento de intrones (splic

transporte al citoplasma

vida media

siRNA


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vida media

siRNA


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- Implica una condensacin de un grupo trifosfato y variametilaciones.

- Juega un importante papel en la iniciacin de la sntesis

protena

LaLa caperuzacaperuza

- Protege al ARNm de la

degracin mientras se

est sintetizando el

transcripto

- Involucrado en

exportacin ARNm al

citoplasma


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CAP


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Cap

or RNA triphosphatase

elimina el fque es distinhabituales qfosfato

aade un grupo guanililoal extremo difosfato del enlace fosfodister 5-5

AdoMet = S-adethe methyl donor

oreveenz

Product is Cap 1

metilasa que introducemetilos a partir de SAMen varias posiciones


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GTP-Met +

*

CAP CAP


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Caperuza del tipo 0 : se produce por metilacin en el N-7 de lguanosina terminal. Es la caperuza mnima que se encuentra en lmRNA eucariotas. Los unicelulares es el nico tipo de modificapresentan.

Caperuza del tipo 1 : se obtiene cuando sobre una caperuza tipmetila el 2-OH del primer nucletido original del hn-RNA. Se pencontrar en cualquier organismo, salvo en los eucariotas unicelu

,originalmente era el primero) es A, se puede metilar la base en laposicin N 6.

Caperuza del tipo 2 : se produce cuando una caperuza tipo 1 s

en el 2-OH de la ribosa siguiente. Es habitual encontrarla en lossnRNA, y slo se suele encontrar en los vertebrados, y solo est 10-15% de los transcritos.


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La guanilil-tranferasa y la metilasa se sabe que se asoal dominio CTD de la RNA-polimerasa II gracias alde elongacin hSPT5, de manera que consiguen que

forme la caperuza antes de que el transcrito tenga 30 de longitud y antes de que comience a elongar.

La fosforilacin del CTD se ha visto que tambinde la adicin de la caperuza y el inicio de los ayustes dintrones.

ap unc ons

Cap provides:1. Protection from some ribonucleases *2. Enhanced translation *3. Enhanced transport from nucleus4. Enhanced splicing of first intron for some pre-mRNAs

*Also functions of the polyA-tail


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adicin de la caperuza (CAP) al


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adicin de la cola poliA al 3seal de

poliadenilacin


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2. The 3 end of mRNA is marked by a poly(A) tai

a. Transcription of mRNA continues through the poly(A)consensus sequence (AAUAAA).b. Proteins bind and cleave RNA. These include:

i. CPSF (cleavage and polyadenylation specificity factii. CstF (cleavage stimulation factor).iii. Two cleavage factor proteins (CFI and CFII).

c. After cleavage, the enzyme poly(A) polymerase (PAPnucleotides to the 3 end of the RNA, using ATP as aPAP is bound to CPSF during this process.

d. PABII (poly(A) binding protein II) binds the poly(A) t

produced.


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Fig. 5.11 Diagram of the 3 end formation of mRNA and the addition of the

Peter J. Russell iGenetics ! "opyright # Pearson $du%ation &n%. pu'lishing as en amin "ummings.


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Complejo actuante: CPSF,Complejo actuante: CPSF, CstF CstF, CF (I, CF (I yy


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CPSF: cleavage and polyad

CStF: cleavage stimulatory

CF: cleavage factor

PAP: polyA polymerase

Polyadenylation

PAB: polyA binding protein

Function in trstability, trans


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LaLa cola de poli(Acola de poli(A) )

1) Da estabilidad al ARNm en el citoplasma

2) Colabora con la exportacin del ARNm

3) Est implicada en la traduccin

4) Consecuencia prctica (purificacin)

5) Excepcin: las histonas


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Polyadenylation: Mechanis

Occurs in 2 phases Phase 1: requires AAUAAA and ~

Phase 2 : Once ~10 As are added,

further adenylation does not requithe AAUAAA


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2 Phases to polyadenylation

Substrates :1. 58-nt RNA from SV40that ends with AAUAAA plus8 nt ( ).

2. Same as (1), but with a

Hela-cell nuclear extract was incubated with radioactively-lab

substrates, which were then separated by gel electrophoresis.

-n po y - a 40 .

3. Same as (1), but with arandom 40-nt at the 3 end(X40).

The series with an X containa mutated AAUAAA(AAGAAA).

Conclusion: the AAUAAA not needed for phase 2, only phase 1.


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vida media

siRNA


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maduracin del mRNA eucaritico


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genes fragmentados o en piezas


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patrones de maduracin del hnRNA de la tropom

tropomiosina de ratas: 1 mRNA = 14 formas de la protena

tro onina T muscular: 1 mRNA = 64 formas de la rotena Drosophila : macho/hembra depende de una maduracin de


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secuencias consenso en las uniones exn-intpara corte y empalme


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autoprocesamiento procesamieescisoma


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Splicing


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Splicing is mediated by snRNPs


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Remocin deRemocin de loslos intrones intrones (corte (corte- -empalme o empalme o Splicing Splicing)

-Las reacciones son por transesterificacin-La remocin de los intrones no es secuencial.

-Involucra partculas de snRNP y otros factoresindependientes

Formacin del

spliceosoma


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U1: ARN pequeonuclear (snARN) que

forma parte de lapartcula snRNP U1,que reconoce el sitiodonante (sitio 5 desplicing)


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Splicing Splicing alternativo alternativo


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*La secuencia lider (SL) provee un exon

extra en el 5 del transcripto*Es el mismo mecanismo que en el cis-

splicing por transesterificacin (pero se

genera una molcula de ARN conforma de Y)

*

- -splicing splicing - - Agregado de SLAgregado de SL

- La regin que codifica para la SL es muy

parecida al U1 (que falta)

- Cap 4 (2,2,7-trimetil guanosina y estnmetilados los 4 nts sgtes)

*Trans-splicing alternativo (LYT1:nuclear secretada


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Editado delEditado del ARNm ARNm

Ejemplo en mamferos con la protena

-No hay evidencia que exista otro gen u otro exn-Aparentemente el cambio ocurre por una desaminaci

U), por lo que podra estar involucrada una ci


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Editado usando ARN guas Editado usando ARN guas

MecanismMecanismoo

Esencial para Trypanosomtidos


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vida media

siRNA


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transporteal

citoplasma


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