T9_ TRANSCRIPCIÓN

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TRANSCRIPCIÓN
· La transcripción y traducción son mecanismos por los que las células leen o expresan las instrucciones genéticas de sus genes. 
· Se genera un ARN complementario a una hebra de ADN
· Se pueden obtener muchas copias idénticas de ARN a partir de un mismo gen y cada molécula de ARN puede dirigir la síntesis de muchas moléculas de la misma proteína
· DOGMA CENTRAL de la BIOLOGÍA:
ADN ----> transcripción (núcleo) ----> ARN ----> traducción (citoplasma) ----> proteína
· DOGMA CENTRAL de la BIOLOGÍA AMPLIADO: se descubre la transcriptasa reversa (de ARN a ADN)
· DEFINICIÓN DE TRANSCRIPCIÓN: Es el proceso mediante el cual se copia un determinado fragmento de la secuencia de nucleótidos de ADN a una secuencia de nucleótidos de ARN. (muy tomable)
· ADN Y ARN: mismo lenguaje (secuencia de nucleótidos) pero forma química distinta:
1. Los nucleótidos del ARN son ribonucleótidos: contienen el azúcar ribosa que tiene un OH libre en el carbono 2 que hace que sea más reactiva que la desoxirribosa (ADN es más estable que ARN)
2. Los ARN contienen uracilo en lugar de timina
3. El enlace fosfodiéster que une los nucleótidos de RNA es el mismo que se da en el DNA
4. El par de bases es U-A similar al T-A (doble puente de hidrógeno en ambos)
· Diferencias en la estructura global entre ADN y ARN:
a. ADN: 2 cadenas formando una doble hélice
b. ARN: cadena simple/sencilla, que puede plegarse formando complejas formas tridimensionales que permite que algunas moléculas de ARN desarrollen funciones estructurales y catalíticas
· Tipos de ARN:
· ARNm= codifica para proteínas
· ARNr= forman la estructura básica de los ribosomas y catalizan la síntesis de proteínas
· ARNt importantes en la síntesis de proteínas como adaptadores entre el ARNm y los aminoácidos
· ARNsn=nucleares pequeños. Dirigen la maduración del pre-ARNm 
· ARNsno= nucleolares pequeños. Participan en procesamiento y modificación química de los ARNr
· ARN MENSAJERO:
· A partir de un gen (unidad de transcripción) se pueden obtener varios ARNm o uno sólo: genes se pueden expresar con diferentes eficiencias
· PASOS DE LA TRANSCRIPCIÓN:
1) Apertura y desenrollamiento de una pequeña zona de la doble hélice del DNA
2) Una hebra del DNA actuará como MOLDE para la síntesis del RNA
3) Los nucleótidos se incorporan por COMPLEMENTARIEDAD de bases con la hebra MOLDE
4) Elongación
· Diferencias con la replicación: 
a. La cadena de ARN no permanece unida por enlaces de hidrógeno a la cadena de ADN molde 
b. Se transcribe/copia un segmento del ADN entonces las moléculas de ARN son mucho más cortas que las de ADN
· PROMOTOR: 
· Secuencia especial de nucleótidos en el ADN que indica el punto de inicio para la síntesis de ARN
· Es de doble cadena, asimétrica y determina la velocidad de la síntesis
· Enzimas que llevan a cabo la transcripción: ARN polimerasas
· Catalizan la formación de enlaces fosfodiéster que unen a los nucleótidos entre sí formando una cadena lineal (cataliza la unión de ribonucleótidos)
· Se desplaza a lo largo del ADN desenrollando la hélice del ADN en su centro activo de polimerización
· Formada por 2 subunidades
· Tienen un centro activo donde se desenrolla la doble cadena de ADN y un poro por donde se libera el transcripto primario recién sintetizado
· Sustratos: nucleósidos trifosfatos (ATP,CTP,UTP,GTP) que se incorporan por el extremo 3’. La hidrólisis de sus enlaces fosfato-fosfato aporta la energía para impulsar la reacción 
· Síntesis de ARN: 5’--->3’ (la cadena naciente crece en este sentido)
· La lectura de la cadena molde: de 3’--->5’ (Se ancla por el extremo 3’)
· La secuencia copiada es complementaria, NO idéntica
· Las consecuencias de un error en la transcripción son mucho menos relevantes que las de la replicación de ADN
· Presentan un mecanismo de corrección aunque no sean tan exactas como las ADN pol
· Diferencias entre ADN polimerasa y ARN polimerasa: No están estructuralmente relacionadas.
	ARN polimerasa
	ADN polimerasa
	✓Cataliza unión de ribonucleótidos
	✓Cataliza unión de desoxirribonucleótidos
	✓ No necesitan cebador (porque la transcripción no tiene que ser tan exacta como la replicación)
	✓ Necesitan cebador
	✓ Cometen 1 error cada 104 nucleótidos incorporados
	✓ Cometen 1 error cada 107 nucleótidos incorporados
· Células eucariotas: existen 3 tipos de ARN polimerasa (en procariotas hay un solo tipo)
1. ARN pol I: para transcripción de ARN ribosomal
2. ARN pol II: para transcripción de ARN mensajero
3. ARN pol III: para transcripción de ARN de transferencia
A diferencia de lo que sucede en procariotas:
· Deben resolver el problema del empaquetamiento del DNA en nucleosomas y en formas de cromatina de orden superior (hay que desempaquetarlo)
· Necesitan un conjunto de factores generales de transcripción: 
· Facilitan la colocación correcta de la RNA polimerasa II sobre el promotor
· Ayudan a separar las 2 hebras de DNA
· Liberan a la RNA polimerasa del promotor permitiendo la elongación de la cadena
a. La ARN pol mediante las subunidades TBP y TFIID reconoce y se une a la caja TATA (corta secuencia de la doble hélice de ADN compuesta por nucleótidos A y T). Esta unión genera una distorsión en el ADN de la caja TATA que facilita la apertura de las cadenas
b. TFIIB: reconoce elementos BRE en los promotores, coloca con precisión la ARN polimerasa en el sitio de inicio
c. TFIIF: estabiliza la interacción de la ARN pol con TBP y TFIIB
d. TFIIE: atrae y regula TFIIH
e. Se formó el complejo de inicio de transcripción
f. TFIIH hidroliza ATP con la ADN helicasa (una de sus subunidades) y desenrolla la doble hélice del ADN en el sitio de inicio dejando expuesta la cadena molde. Fosforila la ARN pol II cambiando su conformación para que se libere de los factores y pueda empezar la fase de elongación. El sitio de fosforilación (se agrega grupos fosfato a la cola) es una larga cadena polipeptídica C-terminal (CTD: dominio C-terminal, 52 secuencias repetidas en tándem de 7 aa cada una) que se extiende por fuera de la polimerasa
g. La serina (en 5ta y 2da posición) se fosforila por TFIIH
· Promotores de la pol II:
	Elemento 
	Secuencia consenso
	Factor gral de transcripción
	BRE
	G/C G/C G/A C G CC
	TFIIB
	TATA
	T A T A A/T A A/T
	TBP
	INR
	C/T C/T A N T/A C/T C/T
	TFIID
	DPE
	A/G G A/T C G T G
	TFIID
Secuencias consenso: secuencia de nucleótidos de mayor frecuencia (orientan el sentido)
· La pol II requiere proteínas activadoras, mediadoras y modificadoras de la cromatina:
· Proteínas activadoras: 
1. Regulan la expresión génica
2. Todas juntas determinan velocidad y patrón de transcripción
3. Ayudan a ensamblar sobre el promotor la ARN pol, los factores y el mediador
· Mediador: complejo proteico que permite que las proteínas activadoras se comuniquen correctamente con la pol II y con los factores generales de transcripción
· Enzimas modificadoras de la cromatina: incluye complejos remodeladores de la cromatina y enzimas que modifican las histonas
· MADURACIÓN: ocurre en el núcleo
· Durante la fase de elongación curren 3 procesos:
1. ADICIÓN DE CAPERUZA EN EXTREMO 5’:
· Se agrega un nucleótido de guanina modificado (7-metil guanosina)
· Participan 3 enzimas: fosfatasa (elimina un grupo fosfato del extremo 5’ del ARN naciente), guanil transferasa y metil transferasa (añade un grupo metilo a la guanosina. Las 3 se unen a la cola fosforilada de la ARNpol en la posición Ser5 (modificación hecha por TFIIH durante inicio de transcripción)
· La caperuza 5’ metilada indica cuál es el extremo 5’ ayudando a distinguir los ARNm de otros tipos y lo protege (sin caperuza, las exonucleasas degradan adn)
· En el núcleo, la caperuza se une a CBC (complejo proteico) que ayuda a que el ARN sea correctamente procesado y exportado
· FALTA DIAPO 33
 2. CORTE Y EMPALME (SPLICING):
· Al copiar el ADN, se obtiene un pre-ARNm, que tiene tanto intrones (secuencias no codificantes) como exones (secuencias codificantes)
· Hay un reordenamiento (se necesita energía del ATP para romper las interacciones ARN-ARN existentesy permitir la formación de otras nuevas) donde la adenina queda desapareada y por lo tanto pasa a ser reactiva por el OH libre en posición 2. Se produce un corte en el exón y entre los intrones se forma un lazo que es degradado en el núcleo y los exones se unen entre sí
· Espliceosomas: complejo formado por un conjunto de SnRPN y otras proteínas. Complejo reconoce las señales de corte de un pre-ARNm, aproxima los 2 extremos del intrón y aporta la actividad enzimática que cataliza los 2 pasos de la reacción
· Mecanismo: ESCUCHAR AUDIOOOOO + foto 6.30
a. snRNP U1 se aparea en el sitio de maduración 5’ y el lugar de ramificación es reconocido por la proteína BBP y la U2AF (factor auxiliar U2)
b. La snRNP U2 desplaza a la BBP y la U2AF y se aparea con la secuencia consenso del lugar de ramificación
c. La snRNP “triple” (U4 unida a U6; U5) sitúan en la posición adecuada las regiones concretas del pre-ARNm sustrato para que tenga lugar la 1° reacción fosforiltransferasa 
d. Se rompen las uniones de bases U4/U6 y se producen reordenaciones arn-arn que permite el desplazamiento de U1 en el sitio 5’ de corte y la formación del lugar activo del espliceosoma para la 1° reacción fosforiltransferasa 
· El corte y empalme alternativo de RNA aumenta el número de proteínas expresadas por un único gen eucarionte AGREGAR TRANSESTERIFICACIÓN 
· ¿Cómo se escogen correctamente los sitios de maduración? Las proteínas SR (ricas en serina-arginina) se unen a cada exón en el pre ARNm ayudando a guiar a las snRNP a los límites correctos intrón/exón. Los intrones se empaquetan en complejos hnRNP (ribonucleoproteínas nucleares heterogéneas) que los compactan en estructuras más manejables y al asociarse a los intrones ayuda al espliceosoma a distinguir intrones y exones
· Errores en la maduración: PATOLOGÍA
a. Salto de exón
b. Selección de sitios crípticos de maduración (las señales “crípticas” de maduración son secuencias de nucleótidos del arn que se asemejan a señales de maduración auténticas). Se corta a la mitad el exón
c. Se incorporan nuevos exones por cambios de un sólo nucleótido
 3. POLIADENILACIÓN EN 3’:
· En el mecanismo de poliadenilación participan 2 complejos proteicos:
· CPSF: factor de especificidad de la escisión y la poliadenilación 
· CstF: factor F estimulador de la escisión
· Cuando estos complejos proteicos se unen a secuencias determinadas de nucleótidos de la molécula naciente de ARN, se les ensamblan otras proteínas adicionales que generarán el extremo 3’ del ARNm
· El ARN es cortado en 3’ y la enzima poli-A-polimerasa (PAP) agrega 250 nucleótidos de A en ese extremo. Esta no necesita un molde entonces la cola de poli-A no está directamente codificada en el genoma
· ATP: nucleótido precursor de estas adiciones
· A medida que se va sintetizando la cola poli-A, se le van uniendo “proteínas de unión al poli-A” que determinan la longitud final de la cola
· El ARNm que se sintetizó no presenta una caperuza en 5’ entonces es degradado por una 5’-->3’ exonucleasa que es transportada por la cola de la polimerasa.Esta degradación hace que finalice la transcripción
· Los ARNm son exportados selectivamente desde el núcleo:
· A medida que la molécula de ARN es procesada pierde y adquiere ciertas proteínas, por lo que una molécula de ARNm completada de forma adecuada es reconocida por las proteínas que carece
· las ARNm procesados inadecuadamente son retenidos en el núcleo donde son degradados por el exosoma nuclear (complejo proteico rico en exonucleasas 3’-->5’)
· Los ARNm procesados bien son guiados a través de los complejos del poro nuclear (cpn), canales de la membrana nuclear que conectan núcleo con citosol, donde van a ser traducidos
· Para que se transporte, un receptor de transporte nuclear específico se une al ARNm