Teórico 22 Metabolismo del RNA (2017) 1 (pdf io)

Vista previa del material en texto

Teórico 22: Metabolismo del RNA- Prof.: Dra. Ana Sotelo- Año 2017 
En 1958 se describió lo que se dio a llamar el “Dogma central del ADN”: el ADN era el
que guardaba toda la información genética y tenía la capacidad de replicarse. También
tenía la capacidad de transcribirse en determinado momento. La Transcripción no es
total. Según las necesidades de la célula se transcribe solamente una pequeña porción
del ADN en determinado momento. Varía según el tipo de tejido, el momento de la
célula, sus necesidades, etc. Luego a partir de un RNA podíamos tener proteínas. 
La transcripción es más selectiva que la replicación. ¿Qué quiere decir eso? El ADN se
copia todo en el proceso de replicación y en el caso de la Transcripción no se copia todo,
se copia solamente la parte necesaria para sintetizar proteínas. 
¿Qué diferencias centrales hay entre el ADN y el ARN? Las moléculas de ADN son más
estables y las de ARN son más lábiles. Poseen distinta composición de Pentosas: el ADN
tiene una β-D-desoxirribosa y el ARN tiene una β-D-ribosa. La diferencia es un hidroxilo:
el ARN tiene en su ribosa un hidroxilo que el ADN no tiene, el cual puede intervenir en
ataques nucleofílicos lo que hace que el ARN se pueda degradar más rápido que el ADN. 
La composición en bases del ADN y ARN es casi igual. El ADN posee Adenina (A),
Guanina (G), Timina (T) y Citosina (C). Y el ARN tiene las mismas bases sólo que en vez
de tener una Timina (T) posee un Uracilo (U). ¿Cuál es la diferencia entre un Uracilo (U) y
una Timina (T)? La Timina (T) posee un metilo (CH3) que el Uracilo (U) no tiene. Eso hace
que la Timina (T) sea mucho más estable. Esto también contribuye a que el ADN sea más
estable que el ARN. 
Hay teorías que sostienen que, en realidad, la molécula inicial era la de ARN y que esa
molécula evolucionó y pudo formar la molécula de ADN. 
Otra diferencia estructural es que el ADN se presenta en forma de dos cadenas
estrechamente unidas entre sí, lo cual hace a la estructura muy estable. La doble hélice
está estabilizada por muchos puentes de hidrógeno, las bases están perfectamente
apareadas. En cambio, en el caso del ARN, tenemos una única cadena. Así el ARN gana
en labilidad porque no está estabilizada con otra hebra como ocurre con el ADN. El ARN,
salvo casos particulares, no posee estructura secundaria definida. 
El ADN tiene que ser tan estable porque va a guardar la información genética. Es decir
que la estabilidad del ADN tiene que ver con la función del ADN. En cambio, el ARN se va
a sintetizar solamente cuando la célula lo necesite. Tiene que ser algo fácil de
recambiar, porque lo necesito en un momento y en otro momento ya lo dejo de
necesitar. Entonces que el ARN sea lábil tiene que ver con la función del ARN. 
Tipos de ARN: 
•El ARN Codificante: el RNAm (mensajero).
•El ARN No Codificante, 
-que sirve para la síntesis de proteínas, que participa en la transcripción: RNAr
(Ribosomal) y RNAt (transferencia). 
-toda una colección de RNAs pequeños como el siRNA, miRNA, snoRNA, snRNA,
que tienen funciones regulatorias o catalíticas. Estos RNAs pequeños son mayoritarios. 
El “Transcriptoma” es el conjunto de moléculas de ARN presentes en una célula en un
determinado momento. Decimos en un determinado momento por eso de que no todo el
ADN se transcribe en un determinado momento. 
En el ADN, dos hebras de ADN forman la doble hélice. Por convención a una de las
hebras que la dirigimos de 5´3´ la llamamos “Hebras Codificante”. De acá se va a leer
directamente para la síntesis de proteínas. Mientras que la otra hebra que la aparea, la
que va de 3´5´, la llamamos “Hebra Templado o Molde”. 
Para poder sintetizar la molécula de ARN que tiene que ser idéntica a la secuencia de
ADN (teniendo en cuenta el reemplazo de Timina por Uracilo) de la Hebra Codificante
porque se copia desde la Hebra Molde. 
La Hebra Molde va a tener una región crítica llamada Promotor donde se va a poder unir
la RNA Polimerasa que va a poder iniciar la síntesis. La síntesis del RNA va a necesitar
que la doble hebra de ADN se separe. 
El ADN se abre en lo que se llama “burbuja” que
tiene una extensión de 17 a 18 pares de bases. Lo
que se va copiando, forma una Doble Cadena
Híbrida de RNA/DNA Molde o Templado. Pero
solamente se mantiene unido por 8 pares de bases.
El ADN se tiene que desenrollar para formar esta
burbuja que es un poco inestable, tiene una
extensión dada y está forzada por enzimas.
Entonces, el ARN a medida que se va sintetizando, la Polimerasa lo va sacando y se
forma como una “colita”. 
En general, una sola hebra es la Codificante. Eso no tiene porqué ser siempre así. De
hecho, hay casos particulares de Adenovirus, que codifican en las dos hebras. Los virus
tienen un sistema particular porque tienen que hacer ahorro de todo porque se basan en
el sistema huésped, lo van a aprovechar al máximo y no desperdician ni siquiera
material genético. Lo aprovechan “de ida y de vuelta”. Ese es un caso particular donde
las dos hebras son codificantes. Entonces, ¿Pueden ser las dos hebras codificantes? Sí
pueden serlo. En el ADN de eucariotas superiores, es tan grande el ADN que no hay
necesidad de estar ahorrando espacio. 
Síntesis de ARN dependiente de ADN: “Transcripción”. 
La Transcripción, al igual que la Replicación, usa un molde y tiene polaridad. Es decir, se
copia a partir de una Hebra Molde y la síntesis tiene una dirección determinada: 5´3´.
No requiere cebador o primer (a diferencia de la síntesis de ADN que sí requiere
cebador) y el inicio de la transcripción ocurre por unión a secuencias específicas
llamadas promotores. 
La síntesis de ARN presenta fases: La INICIACIÓN, que requiere la unión de la Polimerasa
al ADN y el inicio de la síntesis de ARN; la ELONGACIÓN; y la TERMINACIÓN.
Además de la Hebra Molde, la Transcripción requiere que haya ribonucleótidos, Mg2+ y
Zn2+.
La RNA Polimerasa va a ser la enzima que catalice esta reacción, que agrega
ribonucleótidos en el extremo 
3´-OH y sintetiza ARN en la dirección 5´3´. 
Todo esto que hablamos es para el caso de E. coli pero vale para bacterias en general. 
Se ve la burbuja de transcripción. Se muestra la Hebra Codificante (5´3´) y la Hebra
Templado o Molde (3´5´). En verde se muestra el ARN naciente. 
Tenemos la burbuja de transcripción abierta por ese trecho de 17-18 pares de bases y
los 8 pares de bases que forman el híbrido ARN/ADN durante la síntesis.
Se muestra el sitio activo de la enzima donde va a ocurrir la síntesis. La ARN-Poli es más
activa si usa ADN bicatenario como molde.
Notar que el ARN crece por el extremo 3´-OH en el sentido 5´3´. Una particularidad de
la síntesis de ARN es que no se libera el trifosfato en 5´ del ARN naciente. 
La incorporación del 1er nucleótido provoca la relocalización de la cadena y la apertura
del cantal de entrada de rNTPs.
Efecto de superenrollamiento del ADN. El hecho de abrir las hebras e ir copiando, genera
tensión a ambos lados. Tiene que irse cerrando lo que ya se copió para liberar esa
tensión e irse abriendo lo que hace falta copiar. 
Durante la Elongación, se incorporan 50-90 nucleótidos por segundo. El inicio de la
síntesis por ahí es un poquitito más lento, es donde hay más problemas y es ahí donde
puede caer. Si la reacción no va a proceder, se interrumpe en los primeros 2 a 9
residuos. Una vez que arrancó, arrancó. Por eso se dice que las RNA Polimerasas son
enzimas con alta procesividad. 
La ARN Polimerasa de procariotas tiene una estructura de 6 subunidades donde las
subunidades β y β´ son las catalíticas, las subunidades α permiten la iniciación de la
cadena, la interacción con proteínas reguladoras y elementos promotores. 
La subunidad ω no tiene una función conocida al momento. La subunidad σ (Sigma)
tiene por función el reconocimiento del Promotor.
La ARN Polimerasa forma un núcleo dado por las subunidadesque están por encima del
ADN, sin la subunidad σ. Ese es lo que se llama el “Núcleo Central” de la enzima y tiene
actividad per sé. Lo que pasa es que la actividad es baja y poco específica. La subunidad
σ se une transitoriamente al Complejo Núcleo. ¿Qué es lo que va a hacer? La
subunidad σ es la que va a dar especificidad por promotor. Le va a decir a la
RNA Polimerasa procariota dónde se tiene que unir. 
La bacteria tiene varias subunidades σ distintas (isoformas). Entonces, cambiando una
subunidad, controla qué es lo que se va a expresar: dan la especificidad de unión a
distintos promotores. 
¿Qué son los PROMOTORES? Son secuencias de ADN que son sitios de unión de la ARN
Polimerasa. Son secuencias que están hacia 5´ del inicio de la transcripción. Ojo que
cuando hablamos de “inicio de la transcripción”, no quiere decir que ahí empiece la
síntesis de la proteína, no estamos hablando de la traducción. El sitio de inicio de la
transcripción (+1) es donde empieza a sintetizarse el ARN mensajero (ARNm). Todo lo
que esté hacia la izquierda, hacia 5´, (“upstream” que quiere decir corriente arriba) del
sitio de inicio de la transcripción, no va a parecer en el transcripto. Son secuencias que
están en el ADN que no se copian a ARN. 
Se vio que en procariotas había dos regiones que presentaban secuencias consenso.
Cuando analizaban todas las secuencias de genes río arriba del sitio de inicio de la
transcripción, encontraban elementos en común en 
-10 y en -35. Esas dos secuencias son las que identifican las RNA Polimerasas. En
particular, las subunidades σ de las RNA Polimerasas. La secuencia -10 se conoce como
caka de Pribnow.
Además, suele haber otro elemento corriente arriba que se llama “Elemento UP”
porque está upstream del promotor. 
El reconocimiento del promotor es el paso limitante en la velocidad de transcripción.
Cuanto más se parece un promotor a la secuencia consenso, más eficiente es la
transcripción. El cambio de 1 sola base puede disminuir la tasa de unión en varios
órdenes de magnitud. Las diferencias en las secuencias de los promotores permiten
regular la velocidad de transcripción. 
Hay genes que se usan todo el tiempo en la vida de una bacteria y hay genes que se
necesitan solamente si la bacteria es sometida a determinada condición. No se van a
sintetizar innecesariamente. Se regula qué genes se expresan y cuáles no. 
La RNA Polimerasa se va a unir al Promotor, se forma la burbuja y se inicia la síntesis del
RNA en el sitio de inicio de la transcripción. Una vez que ya arrancó la síntesis, se libera
el factor σ o subunidad σ (porque una vez que se inició la síntesis de RNA no hace más
falta). Así va elongando la cadena hasta que llega al sitio de terminación, donde la RNA
Polimerasa se libera. 
Obviamente se regula la transcripción, hay proteínas activadoras y represoras, que se
unen a secuencia y regulan esto. En procariontes esto es más sencillo y en eucariontes
es más sofisticado. 
Es importante recalcar que la RNA Polimerasa NO TIENE actividad de Exonucleasa 3´  5 
´de corrección (proofreading). ¿Por qué? Si se genera un error no importa mucho porque
se está copiando muchas veces el ADN para sintetizar el ARN y encima el ARN dura
poco. Es por eso que no es tan importante el mecanismo de proofreading. Mientras que
en la DNA Polimerasa sí es crítica porque ese error pasa a la progenie. Por supuesto que
hay errores, pero la idea es que se minimicen. 
El ADN de bacterias es circular. La RNA Polimerasa procariota no se disociaría del ADN,
sino que seguiría buscando otro promotor aguas abajo. El proceso de terminación es más
complejo.
Esquema del Lehninger: La RNA Polimerasa con el Factor σ se une al Promotor y forma
un “Complejo Cerrado”. Esta es la primera etapa. 
La segunda etapa, es la de Iniciación. La RNA Polimerasa tiene que abrir la burbuja de
transcripción en la zona de inicio de la transcripción (+1). Así se forma un “Complejo
Abierto” y se inicia la transcripción. Se va a ir formando un dúplex de RNA/DNA de
aproximadamente 8 bases. Una vez que la RNA Polimerasa abandona el promotor a
medida que va copiando, se libera el factor σ.
Entonces, antes de comience la etapa de elongación el factor σ se disocia. La cadena va
a ir elongando, quedando alrededor de 8 bases unidas y la cadena naciente se va a ir
desprendiendo. La burbuja de transcripción se va a ir corriendo. 
Recordemos que el reconocimiento del promotor es el paso limitante en la velocidad de
transcripción. 
Cuando se disocia el Factor σ, es reemplazado por la proteína NusA, que se une al
complejo. Luego tenemos la elongación de la cadena. Y vendrá al final la secuencia de
terminación. 
Cuando termina la transcripción NusA se separa de la RNA Polimerasa, la RNA
Polimerasa se disocia del ADN y vuelve a unir la subunidad σ.
La utilización de distintas subunidades σ permite la unión a distintos promotores
(distintos genes y distintos procesos metabólicos en la célula). La ARN Polimerasa tiene
una alta procesividad, no se disocia del templado hasta no terminar la síntesis de ARN.
Una vez que la reacción arrancó, sigue hasta el final. 
Para la TERMINACIÓN de la transcripción en procariotas tenemos 2 mecanismos
distintos.
El primero se llama “Mecanismo Intrínseco o Independiente de ρ (Rho)”. 
La Terminación de la señal está indicada por 2 secuencias. Una secuencia
“Autocomplementaria” que permite al ARN naciente formar una horquilla de 15-20 pb
rica en GC. Y una secuencia de 3-8 residuos de Adenina (A) que se transcriben como
Uracilos (U) cerca del extremo de la horquilla. Estas entonces son las señales para que el
ARN naciente se separe del ADN y se concluya la transcripción. 
El otro mecanismo de terminación de la transcripción en procariontes es el “Mecanismo
dependiente de ρ (Rho)”. Rho (ρ) es una proteína con actividad de Helicasa, que
reconoce en el ARN naciente, un sitio llamado “Rut” (rica en C-A) que es un sitio de
unión para Rho (ρ).
La proteína Rho (ρ), con actividad de ATPasa, se mueve a lo largo de la cadena naciente
de ARN hasta que encuentra la secuencia de terminación y favorece la separación de la
hebra molde. 
En eucariontes todo se va complejizando. Primera diferencia: la RNA Polimerasa de
bacterias es una sola, sintetiza todos los tipos de RNA que hagan falta, mensajero,
Ribosomal, transferencia. 
En eucariontes tenemos 3 RNA Polimerasas, una para cada tipo de RNA. Se distinguieron
por la sensibilidad a una droga que es la α-Amanitina (proviene del hongo Amanita
phalloides, un hongo muy venenoso). 
- La RNA Pol I que sintetiza el RNAt (es resistente a la α-Amanitina) 
- RNA Pol II que sintetiza el RNAm (inhibida a bajas concentraciones de la droga) 
- RNA Pol II que sintetiza el RNAr (inhibida a altas concentraciones de la droga). 
La RNA Polimerasa se bacterias es inhibida por un antibiótico llamado Rifampicina. 
Diferencias en la transcripción de Procariontes y eucariontes. 
En Procariontes el proceso es
mucho más simple que en
Eucariontes. En Procariontes se
puede transcribir todo el ADN en
cualquier momento. En cambio,
en Eucariontes sólo se puede
transcribir la Eucromatina (que
es la cromatina que no está
condensada). 
En bacterias se transcribe la
mayor parte del DNA genómico.
Mientras que en Eucariontes no
se transcribe todo el ADN
genómico. Además, en
eucariotas se transcriben
regiones muy largas ya que
contienen exones e intrones, que no existen en procariotas. 
En procariotas el transcripto primario es directamente funcional. En eucariotas el
transcripto primario sufre un proceso de maduración (necesita ser procesado).
En procariotas los ARNm se empiezan a traducir a proteínas a medida que son
sintetizados. En cambio, en eucariontes los ARNm sintetizados en el núcleo deben ser
transportados al citoplasma para participar en la traducción.
Enprocariotas tenemos un único tipo de ARN Polimerasa. En eucariontes cada tipo de
ARN es sintetizado por un tipo de ARN Polimerasa particular.
En procariontes, la transcripción y la traducción son procesos simultáneos. En
eucariontes la transcripción y la traducción no son procesos simultáneos. 
En procariontes tenemos el gen, y a medida que se está sintetizando el ARN, esa cadena
naciente de ARN ya se está traduciendo a proteínas; esto está relacionado con el tiempo
de vida de las bacterias.
En eucariotas, la ARN Polimerasa II va a ser la que sintetice los RNAm. 
La RNA Pol II tiene múltiples sitios promotores. Uno de ellos, que es el más conocido, es
la Caja TATA. La TATA box es el promotor mejor caracterizado. Sin embargo, no es tan
abundante (20-30%) en genes de eucariotas. 
Tiene los Promotores que van a permitir el inicio de la transcripción y, además, tiene
varias secuencias regulatorias. Algunas secuencias regulatorias pueden estar a varios
miles pares de bases río arriba del inicio de la transcripción. Además de la Caja TATA hay
otra caja que es característica que es la Caja de Inicio (Inr). 
La RNA Pol II es una enzima bastante compleja, formada por 12 subunidades. Hay una de
ellas que tiene una particularidad, que es la Subunidad Mayor (RBP1): posee un dominio
carboxilo terminal o cola carboxilo terminal (CTD). ¿Qué tiene de particular ese dominio
carboxilo terminal (CTD)? Tiene una secuencia repetida de 7 Aminoácidos y que según la
especie se repite una determinada cantidad de veces. En humanos esta secuencia de 7
Aminoácidos se repite 52 veces. Esto no es algo tan habitual en proteínas que tengan
este tipo de secuencias repetidas. Este dominio CTD va a tener un rol central en la
actividad de la ARN Pol II. 
La ARN Polimerasas de organismos superiores, necesitan de varios factores de
transcripción. 
En el caso de la RNA Pol II los llamamos TFII. Y cada uno de esos factores van a ser
distinguidos por letras que le siguen a TFII. 
Una proteína de unión a TATA (TATA Binding Protein, TBP), se une al DNA y forma el
complejo cerrado. A ese Complejo Cerrado se unen los factores de transcripción TFIIB y
TFIIA. El complejo TFII-A, B, D reconocen al promotor.
Luego se unen TFIIE y TFIIH. 
El TFIIH tiene actividad de Helicasa, permite desenrollar el ADN y que se forme el
Complejo Abierto. 
Básicamente es el mismo mecanismo que en procariotas, solamente que es un poquito
más sofisticado. Son más de 30 los factores involucrados.
Se ve el dominio carboxilo terminal (CTD) de la RNA Pol II.
El TFIIH también tiene actividad de Kinasa y fosforila los residuos de Serina del dominio
carboxilo terminal de la RNA Pol II. La mayor parte de los residuos de serina del CTD
deben estar fosforilados para que la polII abandone el promotor. El grado de fosforilación
cambia a medida que avanza la reacción. Ahí se van uniendo también distintos factores
de elongación. Cuando termina la transcripción este dominio carboxilo terminal se
desfosforila.
Notar que en el sitio promotor se tienen que unir un montón de factores de transcripción.
Algunos ni siquiera van a estar unidos a la Polimerasa, y cuando la reacción proceda van
a quedar unidos al Promotor. Cuando el Complejo de Transcripción deja el sitio de inicio,
varios factores de transcripción queda unidos al Promotor. 
La Actinimicida D, otro antibiótico, inhibe la etapa de elongación porque se intercala
entre las bases del ADN. Eso hace que no se pueda leer correctamente el ADN para la
Transcripción. 
*Es probable que la polII ya esté unida a los promotores; los niveles de TFIIH son
limitantes en la célula. Esto sugiere que la transcripción es activada por la formación del
complejo abierto.
Maduración del ARN
En eucariotas, lo que se copia es un transcripto mucho más grande que contiene exones
e intrones. La parte de exones es lo que va a aparecer reflejado en las proteínas, la parte
de intrones no.
Uno de los pasos de maduración del ARN es eliminar todas las secuencias
intrónicas. Además de eso va a tener otros dos pasos la maduración que implica la
modificaciòn del extremo 5´ y del extremo 3´. En el extremo 5´ del ARN se agrega un
casquete o CAP. Y en 3´ se agrega una cola de poliA. 
Los procesos de maduración ocurren a medida que el transcripto primario se sintetiza. El
capping (agregado del casquete en 5´) ocurre durante la transcripción. Mientras que el
ensamblado, empalme o splicing puede ocurrir durante la síntesis o después de la
liberación. O sea, el splicing puede ocurrir durnte la transcripción o una vez que la
transcripción termine. Pero el capping seguro que ocurre durante la transcripción. 
¿En qué consiste el capping en 5´? Se le agrega un residuo de 7-Metilguanosina en el
extremo 5´ del ARN, a través de un enlace que es poco habitual que es 5´-5´-trifosfato.
Nosotros sabemos que en el extremo 3´se va uniendo el extremo 5´del otro. Acá es uno
de los pocos casos en donde hay una unión 5´-5´. 
Este casquete o CAP protege al ARN de la acción de Ribonucleasas. Además este CAP
participa de la unión a ribosomas para iniciar la síntesis proteica. 
Además del capping, las primeras 2 bases del ARNm (extremo 5´) están metiladas (y
entonces protegidas). 
El capping ocurre después de que se haya generado un transcripto primario (ARN) de
entre 20 a 30 residuos. En ese momento un Complejo de formación del casquete (CAP)
se une al dominio carboxilo terminal de la ARN Pol II (CTD) y adiciona el casquete en el
extremo 5´del ARN naciente.
Una vez que se adicionó el casquete, el Complejo de formación del Casquete se libera
del CTD pero es reemplazado por una Proteína de Unión a Casquete (CBP o CBC) que
mantiene al ARN naciente unido al CTD. La CBP o CBC nos es una única proteína sino
que forma parte de un Complejo proteico. Es mejor llamarlo CBC porque da cuenta que
es un Complejo en vez de una única proteína (CBC= CAP Binding Complex). 
Entonces esta CBC ancla el extremo 5´ del transcripto primario al dominio CTD de la RNA
PolII, para que no ande suelta por la célula. Y así en parte también impide que se inicie la
transcripción. Recordar que dijimos que en eucariotas la transcripciòn y la traducción no
ocurren en simultáneo: en parte porque la transcripción ocurre en el núcleo y la
traducción ocurre en el citplasma; y en parte porque está bloqueado ya que el
transcripto primario está anclado por la CBC al dominio CTD de la ARN Pol II. 
Ensamble y empalme de intrones y exones. Hay varios mecanismos que permiten ese
empalme. 
Los exones en general tienen menos de 1000 nucleótidos, la mayor parte tienen entre
100 a 200 nucelótidos. Eso quiere decir que dan intervalos de 30 a 60 Aminoácidos. 
Mientras que, los Intrones son mucho más largos, varían entre 50 y 20.000 nucleótidos.
Hay 4 tipos de Intrones y éstos se caracterizan por los distintos mecanismos de
empalme que van a permitir. Los intrones de tipo I y II van a permitir el mecanismo de
Autocorte y empalme (Self-splicing). 
Básicamente los mecanismos de tipo I y II, son de autoensamblado. O sea, en la propia
secuencia del transcripto primario de RNA está la información para realizar el corte y
empalme. 
En el mecanismo de tipo I participa una molècula de Guanosina (pG), que es la que
realiza un ataque nucleofílico y permite el primer corte del intrón. Luego el OH generado
en el Exón 1 es el que realiza el segundo ataque nucleofílico en el extremo 5´del
segundo exón (Exón 2), liberándose así el intrón y se degrada. Así quedan empalmados
los dos exones (Exón 1 y Exón 2). 
ESTE ES UN MECANISMO PRESENTE EN PROCARIOTAS. Si bien el ARNm que se produce
en procariotas en general está listo para usar, no quiere decir que no aparezcan estos
mecanismos de ensamble en los procariotas. Se utilizan sobre todo en la síntesis del ARN
ribosomal y de transferencia. 
Esto está catalizado por Ribozimas (enzimas que no son proteínas sino que estánformadas por ARN). En general, están codificadas la mayoría de las veces por la
secuencia intrónica. La Ribozima es la encargada de acercar la Guanosina que va a
atacar nucleofílicamente al intrón. 
El mecanismo de tipo II es parecido pero un poquito más complicado. En este caso, en
vez de que aparezca una Guanosina, se requiere de una Adenina en una secuencia
definida dentro de una región intrónica. La Adenosina intrónica va a actuar sobre la
Guanina (ataque nucleofílico del OH 2´ de la Adenosina a la región 5´). 
Luego, el Exón 1 (3´OH) va a actuar sobre el extremo 5´ del Exón 2, completando la
reacción. Así de une el Exón 1 con el Exón 2 y se desprende el Intrón.
ESTE ES UN MECANISMO QUE APARECE EN PROCARIOTAS Y TAMBIÉN APARECE EN
ORGANELAS QUE TENGAN TRANSCRIPCIÓN (Cloroplastos, Mitocondrias). Da la
casualidad de que son organelas que se suponen derivadas de procariotas. 
El Mecanismo de tipo III es el más común para la maduración del RNAm en eucariotas. 
Los Intrones de espliceosoma tienen secuencias que lo definen. Secuencias de dos
nucleótidos que son “GU” y “AG”. 
El Espliceosoma es un conjunto especializado de complejos ARN-proteínas, llamados
pequeñas ribonucleoproteínas nucleares (snRNP). 
Para que ocurra este mecanismo de tipo III van a haber secuencias que indican dónde
termina un exón y donde comienza un Intrón. 
El mecanismo de tipo III puede ocurrir en simultáneo con la transcripción. En ese caso, el
Espliceosoma se puede unir (no quiere decir que ocurra siempre) al CTD de la RNA Pol II. 
Hay un mecanismo de tipo IV que es para el RNAt (transferencia). Es por corte y unión
directa de dos segmentos de ARN por acción de una endonucleasa. 
Los mecanismos I y II se asocian a organismos inferiores (procariotas) y organelas
derivadas de ellos. 
La función de la cola de poliA es proteger al RNAm de la degradación enzimática. ¿Cómo
se introduce la cola de poliA en el extremo 3´ (80-250 residuos de Adenina)? Hay una
secuencia de terminación o de corte “AAUAAA”. La polimerasa la copia y sigue
transcribiendo. 
Un Complejo Enzimático se asocia al CTD de la RNA Pol II. Ese Complejo tiene actividad
de Endonucleasa que reconoce la secuencia de corte “AAUAAA” y corta la cadena de
ARN 30 residuos más allá en 3´. La “cola” de 30 residuos se acorta un poco después de
eso…
Luego, en el sitio de corte, la Poliadenilato Polimerasa agrega la cola de poliA. No se
requiere molde para introducir esas Adeninas. 
La maduración del ARN como un proceso global. Se esquematiza el gen de la
Ovoalbúmina. En la secuencia de ADN aparecen varios Intrones y exones. 
Se transcribe todo a RNAm y se agrega el CAP en 5´. Además, se copia un segmento
extra en el extremo 3´ del ARN. 
Tenemos el splicing, el clivaje y la Poliadenilación. Se sacan los Intrones y se empalman
los exones, se corta el ARN adicional en el extremo 3´ y se introduce la cola de poliA.
MADURACIÓN DIFERENCIAL DEL ARN: 
 Puede haber distinto patrón de Poliadenilación. Podemos tener indicados distintos
sitios de Poliadenilación. Eso daría lugar a distintos transcriptos y eventualmente a
distintas proteínas. 
Este es el mecanismo que permite la diversidad de dominios variables de las cadenas
pesadas de las inmunoglobulinas. 
Otro mecanismo que da lugar a una maduración diferencial del ARN es: el Splicing
alternativo. De un gen que tiene un montón de exones e Intrones, no todos los exones
tienen que quedar en el RNAm maduro final. Así, los ensamblados finales pueden tener
distinta composición en exones. Entonces a partir de un único gen podemos generar
distintas proteínas. 
Vemos cómo primero se transcribe el transcripto completo y como por el splicing
alternativo, los cortes y empalmes son diferentes y entonces eso da lugar a distintos
RNAm y por tanto distintas proteínas. 
La mayor parte de los genes de los mamíferos son pasibles de ensamblado alternativo,
por lo que sería mayor el número de proteínascodificada por los genes. Para cada gen se
podrían esperar 10 variantes alternativas. Casi todos los genes presentan un transcripto
principal, pero en el 1/3 de los casos, este cambia según el tejido.
Ejemplos de dónde ocurren ensamblados alternativos: notar que se generan dos
proteínas distintas, en la Tiroides se genera la Calcitonina y en el Cerebro la CGRP que
también tiene un sitio de unión a Calcio. Son proteínas que tienen algo en común (la
capacidad de unir calcio), pero van a tener funciones distintas, se van a expresar en
células distintas, en tejidos distintos y en momentos distintos. 
A veces no tiene que ser algo tan distinto como este ejemplo. A veces estos mecanismos
permiten que se generen formas largas y formas cortas de un receptor de membrana
que son para la misma hormona, pero que tienen diferente función. O incluso el caso de
receptores solubles que están circulantes. Por ejemplo, pueden ser que por splicing
alternativo se generen en la misma célula dos proteínas que unen calcio para cumplir
funciones diferentes, pero dentro de una misma célula. 
Tenemos diferentes mecanismos de splicing alternativo. 
El más común es el de Exón Alternativo (el exón está presente o no en el RNAm
maduro). Pero también existen otros: sitios de corte 5´variantes, sitios de corte 3´
variantes. O sea, puede haber en un mismo Exón, dos sitios alternativos 5´que marquen
el empalme, o dos sitios alternativos 3´que marquen el empalme. 
Puede haber retención de Intrones, o sea que un Intrón pase a funcionar como un Exón.
Puede haber mecanismos de Exones mutuamente excluyentes. En la estructura final del
RNAm maduro, está un exón o el otro. 
Puede haber promotores alternativos. Regulando el promotor, cambiando el promotor,
podemos hacer que una misma proteína se exprese diferencialmente siendo inducida
por diferentes factores. 
Que existan sitios de Poliadenilación alternativos. O sea, que termine en distintos
lugares el mensajero. 
Si bien la mayor parte de los genes tiene la posibilidad de permitir múltiples
ensamblados, en la práctica no hay tantas variantes de cada proteína como las
predichas  casi todos los genes tienen una isoforma predominante
En bacterias, el ARNr se genera a partir de lo que denominamos ARN prerribosomal. 
Hay un transcripto inicial (Pre-RNAr) de 30S. Este transcripto se modifica por ejemplo por
metilación. Luego es clivado y aparecen Intermediarios. 
Finalmente, por la acción de nucleasas aparecen RNAs ribosomales maduros y también
aparecen algunos RNAt (transferencia). O sea, se aprovecha parte de la información
también para sintetizar RNAt en lo que sería un gran transcripto primario de RNA
ribosomal. 
ACÁ VEMOS QUE APARECE EL SPLICING EN BACTERIAS (es donde intervienen los
mecanismos I y II).
El RNAr (ribosomal) en eucariotas también es formado a partir de un transcripto primario
(precursor) de 45S. Es incorporado en el complejo nucleolar 90S. 
El precursor 45S posee 14.000 nucleótidos, y 100 de ellos son metilados y sufren otro
tipo de modificaciones.
Las reacciones de corte requieren de ARN pequeños nucleolares (snoRNA) que forman
complejos con las proteínas que unen a los snoRNAs (snoRNPs).
Finalmente tenemos las formas definitivas. 
El 5S se sintetiza por la RNA Pol III, no se forma a partir de este transcripto primario,
pero se incorpora para formar el complejo de 60S. 
Esas subunidades ribosomales maduran luego deben ser exportadas al citoplasma. 
Los ARN pequeños nucleolares (snoRNAs) son pequeños ARN que asisten en las
reacciones de modificación post-transcripcional del ARN ribosomal. Las más comunes
son las que intervienen en la metilación (cajas C/D) y las de seudouridililación (cajas
H/ACA).
En verde oscuro se esquematiza el RNAr y en verde claro el snoRNA. 
Los ARNt (transferencia) están involucrados en la síntesis de proteínas. Son los que van
a estar marcandocuál es el aa que entra en la secuencia de una proteína. O sea, los
RNAt van a ser el nexo entre la proteína y el RNAm.
Los RNAt van a estar leyendo, reconociendo los codones y van a estar permitiendo la
incorporación de los Aminoácidos en la proteína naciente.
Según el código genético hay 64 combinaciones posibles. La mayor parte de las células
tienen entre 40 y 50 RNAt distintos. Los aa son sólo 20, entonces tenemos distintos RNAt
pero que llevan el mismo Aminoácido. Además de eso hay varias copias de los genes
para cada RNAt. O sea: este proceso para la célula es bastante relevante. Si falla un gen
falla todo el proceso. La célula ya nos está indicando que este es un proceso clave. Para
cada RNAt vamos a tener un transcripto primario determinado, que debe ser procesado
para llegar al RNAt maduro. Se procesan los extremos y se modifican algunas bases
específicas. 
Los pre-RNAt eucariotas tienen un Intrón que se elimina en el último paso. 
Los micro ARN o miRNA. 
Son RNA no codificantes que intervienen en la regulación génica. Son secuencias de RNA
de 22 nucleótidos, complementarios de determinadas regiones del ARNm. 
Los miRNA regulan la función del mensajero cortándolo o inhibiendo su traducción a
proteína. 
Básicamente funcionan de dos maneras: 
•Cuanto más perfecta sea la homología de secuencia entre el miRNA y el RNAm, eso va
a llevar a la degradación. 
•Mientras que, si la hibridación no es perfecta, pero igual hay apareamiento, lo que hace
es inhibir la traducción.
Un tercio de los RNAm tienen miRNA específicos, o sea, que 1/3 de los mensajeros 
pueden ser inhibidos por este mecanismo.
Las Ribozimas son enzimas no proteicas. El sustrato habitual es el mismo RNA. Las
Ribozimas catalizan reacciones de corte (hidrolisis) y empalme (trans-esterificación).
Participaban en los mecanismos de splicing. 
Las Ribozimas están codificadas en secuencias intrónicas. Tienen un tamaño variable de
entre 40 y 400 nucleótidos. En el caso de las Ribozimas, la estructura tridimensional es
muy importante. 
Se muestra cómo la Ribozima con una estructura tridimensional bien definida reconoce
una secuencia de RNAm y son capaces de escindirla. O sea que actúan en este caso
degradando al mensajero. 
El RNAm solamente iba a parecer en la célula si necesitábamos la síntesis de la proteína
que codifica. No solamente era importante que el mensajero apareciera para que se
sintetizara la proteína, sino que también es importante que desaparezca el mensajero. O
sea que en algún momento tiene que haber una señal de degradación de ese mensajero
cuando la célula no necesite más la síntesis de dicha proteína. Entonces importa la
velocidad de síntesis del mensajero y la velocidad de degradación (que impacta en la cc
celular de ARNm); este es uno de los niveles de control de la expresión de genes.
En la bacteria, el RNAm tiene una vida media más corta, entonces tiene que regular
todos sus procesos mucho más rápido (de hecho, vimos que en bacterias teníamos
transcripción y traducción en simultáneo, la bacteria no desaprovechaba el tiempo). Si
bien la vida media del RNAm en eucariotas (EN PROMEDIO, hay algunos de menor
duración y otros de mayor duración) es de 3 horas, en las bacterias el tiempo de vida
nadie es de 1,5 minutos. 
En bacterias, la degradación del RNAm es por Endorribonucleasas seguidas por
Exorribonucleasas con actividad 3´→5´. 
En eucariotas inferiores, primero se corta la cola de poliA, luego se remueve el
casquete en 5´, para permitir luego la degradación desde el extremo 5´. En
eucariontes superiores, también se remueve la cola de poli A y el CAP, pero es más
importante la vía de degradación de 3´→5´.
Lo lógico indicaría que lo mejor sería la degradación desde 5´porque si yo rompo la zona
de inicio de la traducción, el mensajero ya no va a tener las regiones para que se pueda
llevar adelante la síntesis proteica. Mientras que si empiezo degradando desde 3´, la
región 5´sigue funcionando. Por eso es tan importante que en eucariotas uno de los
primeros pasos sea perder el CAP en 5´. 
El Exosoma es un Complejo de 10 Exorribonucleasas implicado en la reacción de
degradación desde 3´ de RNAr, RNAt y algunos RNA pequeños. 
Hay una proteína que es la Polinucleótido Fosforilasa (PNP). Es independiente de molde.
Cataliza la síntesis de un Polinucleótido a partir de dinucleótidos fosfato (no de NTPs,
nucleótidos trifosfato). 
La función más probable de esta enzima es la degradación del RNAm. Pero pasa a ser
una herramienta muy importante en el laboratorio. 
El Dogma central de la biología que habían propuesto en la década del 50, decía que el 
DNA se replica, se transcribe a RNA y el RNA se traduce a proteína. 
A medida que se estudió en profundidad el RNA, se sabe que el RNA se puede replicar y
se puede retrotranscribir. Ojo, estos no son los mecanismos comunes. 
Como los virus tienen que economizar todo, existen mecanismos particulares: 
En virus podemos tener la síntesis de ARN y de ADN, dependiente de RNA. Esto es
característico de retrovirus que poseen la transcriptasa reversa. Se propusieron
teóricamente que estos mecanismos podían ocurrir en 1962. Recién en 1970 se
descubrieron las Retrotranscriptasas.
Los Retrovirus tienen un genoma de RNA que cuando infectan a la célula, a través de la
Retrotranscriptasa tiene que ser convertido a ADN. Ese ADN doble cadena migra al
núcleo y tiene que integrarse en el ADN nuclear, para poder generar partículas del virus. 
Las Retrotranscriptasas catalizan 3 reacciones: la síntesis de ADN dependiente de ARN,
la síntesis de ADN dependiente de ADN (una vez que del RNA se forma el DNA, se tiene
que formar la doble cadena de DNA) y degradación de ARN.
La Retrotranscriptasa requiere de un cebador que es un ARNt. Y no tiene actividad
correctora de 3´→5´. Esto es base de mutaciones y de la gran variabilidad que se da en
este tipo de virus. 
Hay algunos fagos (virus de bacterias) y virus que infectan células eucariotas, que tienen
genomas de ARN monocatenario que también funcionan como ARN mensajero.
Entonces, entran a la célula y se replican por una RNA Polimerasa dependiente de ARN,
que se llama RNA Replicasa. En este caso quedan como ARN mensajero (en el caso
anterior tenían que retrotranscribirse e incorporarse en el DNA).