EXPO Maduracion DEL ARNm PDF

Preview

Summary

Una vez que se ha sintetizado el ARNm, en las células eucarióticas, esta molécula sufre una serie de modificaciones dentro del núcleo, antes de ser transportado al citoplasma. ...

Description

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS QUÌMICAS ASIGNATURA: BIOLOGÍA MOLECULAR Y GENÉTICA. DOCENTE: Q.F Ileana Apodaca Rosado Ruiz TEMA: MADURACIÓN DEL ARN mensajero. ALUMNOS: -Arias Rodriguez Angely -Betancourt Romero Anthony -Vélez Moreno Josué -Zapata Morales Alex

PARALELO: G4 4to SEMESTRE CICLO I 2017 – 2018

INDICE INTRODUCCION.......................................................................................................................3 DESARROLLO..........................................................................................................................4 Maduración del ARNm..........................................................................................................4 La adición del casquete o del CAP.................................................................................5 La adición del Poli A..........................................................................................................6 El ‘‘Splicing’’........................................................................................................................7 CONCLUSION...........................................................................................................................8 Bibliografía..................................................................................................................................8

2

INTRODUCCION Una vez que se ha sintetizado el ARNm, en las células eucarióticas, esta molécula sufre una serie de modificaciones dentro del núcleo, antes de ser transportado al citoplasma. Este proceso se denomina maduración del ARNm y consiste en la eliminación de segmentos de ARNm que no participan en la síntesis de proteínas. Estos segmentos denominados INTRONES, son eliminados

por

enzimas

especiales

dentro

del

núcleo.

Los segmentos de ARN que participan en la síntesis de proteínas se llaman EXONES, y son unidos entre sí por un conjunto de enzimas presentes también en el núcleo celular. Por lo tanto este proceso consiste en el corte de intrones y el empalme de exones, lo que determina que la molécula de ARNm recién transcrita (ARNhn), sea más larga que la molécula de ARNm maduro. El proceso de corte y empalme se desarrolla mediante un mecanismo de splicing, en presencia de un complejo formado por proteínas y ARN, llamado speisosoma.[ CITATION Seb091 \l 3082 ]

3

DESARROLLO Maduración del ARNm Aunque la transcripción es el primer y más regulado paso en la expresión génica, es solo el principio de una serie de procesos requeridos para producir un ARN funcional. La mayor parte del ARN de nueva síntesis ha de ser modificado de varias formas para convertirse en su forma funcional. Los ARNm bacterianos son una excepción; como fue expuesto al inicio de este capítulo, se utilizan mientras están siendo transcritos como moldes para la síntesis de proteínas. Sin embargos los transcritos primarios de los ARNr y ARNt han de pasar por una serie de pasos de

maduración

procariotas eucariotas. primarios

tanto

como Los de

en en

transcritos los

ARNm

eucarióticos son sometidos a grandes

modificaciones,

incluyendo la eliminación de intrones

por

empalmado,

antes

corte

y

de

ser

transportados desde el núcleo al citoplasma para servir de moldes

en

la

síntesis

de

proteínas. La regulación de estos pasos de maduración proporciona un nivel adicional de control de la expresión génica, al igual que la regulación de la tasa de degradación de los ARNm.[ CITATION Rub \l 3082 ] Los procesos de transcripción y maduración que originan el ARN mensajero son procesos muy complejos en los que intervienen un gran número de proteínas y factores de transcripción y de procesamiento. La ARN polimerasa II es la enzima encargada de la transcripción de genes que codifican proteínas. Su dominio CTD, se encarga de regular los procesos de adición de la caperuza en el extremo 5` del ARNm y de la cola poliA en el extremo 3`. También regula los procesos de splicing y splicing alternativo. Son estos tres procesos los que constituyen la maduración del ARNm. La caperuza en 5` y la cola poliA son estructuras básicamente protectoras. El splicing elimina los intrones del ARNm 4

uniendo los exones consecutivos y el splicing alternativo combina los exones de un gen de otra manera para obtener otras proteínas a partir de un mismo gen. Durante la finalización del proceso de transcripción se forma el ARNm inmaduro, por ello, es necesario que antes que viaje al citosol, ocurra su maduración. En el ARNm estos pasos se han dividido en: 1) La adición del casquete o del CAP. 2) La adición del Poli A. 3) El "splicing"

La adición del casquete o del CAP 

El primer paso en la maduración del ARNm es la modificación del extremo 5` del transcrito mediante la adicion de una estructura denominada Caperuza o cap de 7-metilguanosina.



Las enzimas responsables de la formación de esta caperuza son reclutadas al CTD fosforilado siguiendo la iniciación de la transcripción, y la caperuza es añadida tras la transcripción de los primeros 20-30 nucleotidos de ARN.



La formación de la caperuza es iniciada por la adicion de una molecula de GTP en orientación inversa al nucleótido 5` terminal del ARN.



A continuación se añaden grupos metilo a este residuo de G y a las formas de ribosa de uno o dos nucleótidos 5` de la cadena de ARN.



La caperuza en 5` estabiliza el ARN, además de alinear los ARNm eucarióticos sobre el ribosoma durante la traducción.[CITATION Rub \p 265 \l 3082 ]

5

La adición del Poli A Consiste en adicionar de 200 a 250 adeninas en el extremo 3' del transcrito primario (ARNtp). Existe una secuencia "consenso" indicadora del sitio de adición, donde una endonucleasa corta el transcrito primario y luego otra proteina adiciona la cola de adenina. Al POLI A se le atribuyen dos funciones: 

la primera es sacar el ARNm al citoplasma; ésta función es controvertida porque se conocen ARNm sin cola de adeninas (como el ARNm de la histona) y



la segunda función es proteger el ARNm de las endonucleasas citoplasmáticas.

Parece que las endonucleasas empiezan a degradar el ARNm sacando adeninas, que es compatible con la información que el largo de la cola de adenina es directamente proporcional con la vida media del ARNm. Los ARNm de eucariotas tienen una vida media de hasta 10 horas. El ARNm bacteriano no tiene Poli A y tiene una vida media de menos de una hora.

El ‘‘Splicing’’ El proceso de splicing consiste en la eliminación de los intrones del pre-ARN. Para ello se forma un bucle con el trozo a escindir, se corta ese trozo y se vuelven a conectar los extremos exónicos del ARNm. En este proceso 6

participan una gran cantidad de proteínas llamadas factores de procesamiento. Algunos de estos factores se unen directamente al ARNm y otros interactúan entre sí. El ARNm y los factores de procesamiento constituyen el espliceosoma (spliceosome). El proceso de splicing consiste en la eliminación de los intrones para obtener un ARNm maduro que se traduce a una proteína concreta. El splicing alternativo va más allá y consiste en un reordenamiento de los exones, incluyendo en algunos casos la exclusión de exones. El splicing alternativo permite codificar diferentes proteínas en un mismo gen. Así, por ejemplo, un mismo gen de inmunoglobulinas puede codificar por splicing alternativo una inmunoglobulina

de

membrana

y

un

anticuerpo

secretado. Tras

un

reconocimiento del patógeno, se produce un splicing alternativo que elimina el dominio de unión a membrana y produce un anticuerpo secretado. El proceso de splicing se realiza simultáneamente a la transcripción, pero puede continuar posteriormente. Esto depende básicamente de la velocidad de la síntesis de ARNm y del ensamblaje del espliceosoma y su actuación. Existen factores, como el PGC-1 en humanos, que tiene una función doble modulando recíprocamente los procesos de splicing y de elongación. La velocidad del proceso no es algo trivial. Estudios con mutantes lentos de la ARN polimerasa II han revelado que la baja velocidad de esta enzima fomenta el splicing ya que deja tiempo suficiente para que interacciones más débiles formen bucles en el ARNm. Los mecanismos que actúan en los complejos procesos de splicing no están del todo esclarecidos. En humanos se ha visto que del gen para la fibronectina (FN) se pueden obtener hasta 20 proteínas diferentes. En estos mecanismos parece estar involucrada la familia de proteínas llamadas SR, ricas en los aminoácidos Ser y Arg que participan en los dos tipos de splicing. También participa la familia de deaminasas ADAR que se encargan de editar el ARN. Existen estudios que demuestran que los factores de transcripción que se unen al promotor de un gen afectan al splicing cambiando el patrón de los cortes.

7

CONCLUSION El ARN mensajero maduro es trasladado al citosol de la célula, en el caso de los organismos eucariontes, a través de poros de la envoltura nuclear. Una vez en el citoplasma, se acoplan al ARNm los ribosomas, que son la maquinaria encargada de la síntesis proteica . En procariontes, la unión de los ribosomas ocurre mientras la cadena de ARNm está siendo sintetizada. Después de cierta cantidad de tiempo, el ARNm se degrada en sus nucleótidos componentes, generalmente con la ayuda de ribonucleasas.

Bibliografía Candia, S. (Junio de 2009). Biologia 4M. Obtenido de http://biol4medio.blogspot.com/2009/06/maduracion-del-arnm-en-eucariontes.html Steve, R. (s.f.). Maduracion del ARNm. En Cooper`s (págs. 261-262).

8...