Transcripcion De Eucariontes

Transcripción eucariontes

Célula procariota carece de membrana nuclear que envuelva la maquinaria trancripcional, ni menos el material genético, al contrario de las células eucariontes. En los procariotas la transcripción que genera un mensajero o un transcrito primario, a partir de un gen, esta acoplada con la traducción que se hace por los ribosomas, para generar una proteína que es el producto génico. Los productos génicos no siempre pueden ser una proteína, pueden ser también un RNA y que vive y funciona como RNA en la célula (transcrito primario). En el caso de las proteínas, son codificadas por los mRNA que es un tipo especial de transcrito. En cambio en eucariotas existe una membrana nuclear en la que se encuentra el DNA y la transcripción ocurre en este compartimiento, separado del citosol, aca se genera un transcrito primario, este se procesa con modificaciones particulares en el extremo 5’ o en el extremo 3’, dependiendo si es mensajero o no, hay fenómenos de splicing (proceso post-transcripcional de maduración del ARN del cual eliminan ciertos fragmentos secuenciales) y luego este transcrito es exportado al citosol y ahí es donde ocurre la traducción.

Otra diferencia importante entre procariotas y eucariotas son los genes. En el caso de los procariotas doble hebra de DNA, las fechas indican los genes y la característica distintiva es que acá es que un gen se puede generar a partir de un transcrito, una región promotora rio arriba del gen, una región reguladora y el gen se transcribe a partir de un sitio que se llama sitio de inicio de transcripción y todo lo que esta rio a bajo, se generar un transcrito y este se traducirá o no en una proteína. También existen los operones, donde varios genes están dispuestos uno tras otro en tándem, que son regulados por una región promotora y se transcriben continuos, un solo transcrito y luego se traducen en dos proteínas. En los eucariotas, todos los genes independientes y presentan región promotora rio arriba del gen y la región que codificante. A partir de esa región promotora se transcribe un transcrito primario y después este debe madurar, porque nuestros genes son interrumpidos por secuencias intronicas, existen secuencias intronicas y exonicas.

Las secuencias exonicas una vez que se transcriben, y forman el transcrito este debe madurar y eliminar las secuencias intronica, donde solo queden las exonicas. Estas secuencias no existen en procariontes y por lo tanto este es un paso obligado para la maduración de los transcritos de nuestras células.

Unos de los pocos casos que existen que se asemejan a esto, en nuestras células son los RNAs ribosomales, este es un transcrito grande que después se va procesando y genera las forma 18S, 28S etc. Que forman los ribosomas, pero no es que codifiquen para diferentes proteínas. Esquema de las etapas donde se puede regular la expresión génica en eucariontes.

El inicio de la transcripción es el principal punto de regulación de la expresión génica.

Acá también se encuentran mecanismos de regulación, por ej. las células pueden regular el mRNA maduro (degradación) y evitar que se vaya a traducción. Para la proteína madura es lo mismo y puede ser degradad y regular la cantidad de proteína modificada, sin embargo todos estos procesos son costosos energéticamente transcribir, exportar, traducir, modificar y por lo tanto el sistema no se puede dar el lujo de producir proteínas que no serán ocupadas y degradarlas.

E. coli tiene aprox. 4.000 genes contenidos en 4 x 106 pb , Humano tiene aprox. 20.000 genes contenidos en 3.9 x 109 pb. A pesar de tener un gran número de genes solo algunos genes se expresan en un tiempo determinado y eso llevo a clasificar los genes o la expresión génica en 2 grupos

Expresión génica constitutiva: producto génico requerido todo el tiempo, por ej. En células eucariotas los genes que codifican para el citoesqueleto, se usan como housekeeping (proteínas constitutivas) y estos sirven para comparar en un western blot.

Expresión génica regulada: productos génicos requeridos en determinadas circunstancias y por lo tanto se inducen o se reprimen dependiendo del estado metabólico de la célula o la señal que llegue a esta en un momento determinado.

Hay elementos característicos en cada uno de estos grupos, genes con expresión génica constitutiva tiene elementos en el promotor que son característicos mientras que en genes con expresión inducida o reprimida tiene elementos distintos.

Iniciación de la transcripción se regular por:

- La interacción de la RNA polimerasa con la región promotora del gen (principal diferencia con procariotas)

En eucariotas la interacción con la RNA polimerasa con la región promotora del gen se dice que es restrictiva en cambio en procariotas es permisiva o no restrictiva

- Accesibilidad de la maquinaria de transcripción al DNA

Esto depende de la estructura de la cromatina. Nuestras células contienen el DNA asociado a proteínas, histonas y proteínas no histónicas que conforman la cromatina y por lo tanto las regiones reguladoras de la transcripción va tener que estar expuesta, su expresión o su transcripción será regulada por la disposición o disponibilidad de los elementos reguladores de la cromatina en el DNA a factores reguladores, si esta oculta no hay transcripción.

-Actividad de proteínas reguladoras

Existen factores de especificidad, represores, activadores y factores generales de transcripción

En procariotas, hay una RNA pol. Formada por 2 subunidades alfa, 2 subunidades beta ( una beta’), una subunidad mu y una sigma 70. Esta forma un transcrito primario. Dependiendo del promotor utilizado y elementos reguladores, va a transcribir más o va a transcribir menos. En E. coli hay genes que son expresados en alta cantidad ya que tienen una secuencia consenso (Secuencia de nucleótidos comunes en una región definida de DNA) y otros que se expresan menos, porque tiene secuencia que vista. También presenta otros elementos como, elementos activadores, operador y represores.

Subunidades sigma alternativas de procariotas permiten reconocer diferentes tipos de promotores, para la expresión de otros genes en diferentes.

En eucariontes hay 3 RNA pol., la I,II y III, transcriben distintas familias de genes.

La RNA pol I. Transcribe los RNAs ribosomales (28S, 18S, 5.8S), el producto génico es un RNA que fija un componente en los ribosomas y cumplen su función en la síntesis de proteínas.

La RNA pol lI. Transcribe los genes que codifican para mRNA, que van a ser traducidos a proteínas, también codifica algunos RNAs pequeños (snRNAs) que participan en splicing, que es el corte y el empalme del transcrito primario para eliminar las secuencias intronicas. También codifica para los microRNAs, RNAs pequeños que regulan la expresión de otros genes.

La RNA pol III. Transcribe los genes que codifican para RNAs de transferencia (tRNAs), también RNA ribosomal 5S, snRNAs U6 que participa en splicing y 7S RNA que es parte de la partícula de reconocimiento de la señal, para la inserción de polipéptidos en el retículo endoplasmico.

*Cuando en una célula se transcribe un gen, un mRNA que codificara una proteína, esta proteína podrá cumplir su función, en el citosol (por dar un ej.) ó la célula la exporta o queda en la membrana plasmática. Lo que queda en el citosol o el núcleo, el mensajero madura en el nucleo, se exporta al citosol y se traduce en el citosol mismo y la proteína cumple su función, en cambio las otras las que van hacia afuera a la membrana plasmática retículo endoplasmico, golgi o los lisosomas, se introducen en la vía secretoria en el RER. El mensajero se trascribe en el nucleo, sale hacia el citosol, madura y se une en el citosol al ribosomas y comienza a traducirse y se traduce aprox 20 aminoácidos y eso tiene una señal que hace que se detenga y la reconoce un partícula (7S RNAs) y la lleva al RER y la inserta en la membrana de este y luego la proteína se continua traduciendo, luego se va al REL, después al golgi, luego a la membrana plasmática, esta es la vía secretoria.

Para diferencia la actividad de cada una de ellas se utiliza inhibidores particulares de cada una de ellas, el más utilizado alfa-amanitina es un péptido cíclico proveniente del hongo Amanitina phalloides. Este inhibe la transcripción al bloquear a la RNA polimerasa II (inhibiendo la transcripción) y en mas alta cantidad a la RNA polimerasa III de eucariotas, no inhibe la RNA polimerasa bacteriana ni la RNA polimerasa I. En ensayos in vitro con células, agregaban baja concentraciones, se inhibía la actividad de la RNA pol II por lo tanto podía saber qué genes son transcritos para esta, si le agrego mas concentración, se que genes son transcritos para la RNA pol III. Hoy en día se usan también inhibidores de la transcripción en general que las inhiben todas el más usado es actinomisina D, que es un agente intercalarte, tiene una estructura planar con forma de anillo y esta estructura se intercala en la doble hebra del DNA e interrumpe la maquinaria transcripciones.

La unión de la RNA pol de eucariontes a promotores requiere de factores reguladores

La RNA pol. Requiere elementes accesorios, dentro de estos se verán los factores generales (complejos) de la transcripción y otros factores de transcripción a secas.

La caja tata fue el primer elemento regulador que se descubrió, localizada a una distancia de -30 nucleótidos rio arriba del sito +1.

El

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