Transcripción y procesamiento del ARN

Tema 17. Transcripción y procesamiento del ARN/1

Tema 17. Transcripción y procesamiento del ARN
Expresión de la información genética
El "dogma" central de la biología molecular y el flujo de información
ADN Transcripción ARN Traducción

proteína

Replicación

•

Este esquema general tiene variantes importantes
Ø No todo el ARN se traduce. Distinguimos:
§

ARN informativo: ARNmensajero (ARNm), el que se traduce a proteínas

§

ARN funcional: ARN ribosómico (ARNr), transferente (ARNt) y otros. No se
traduce, constituyen productos finales de la expresión génica

Ø El ARN puede replicarse y retrotranscribirse a ADN: ejemplos, virus del mosaico del
tabaco, retrovirus

ARN mensajero
•

En eucariotas el ADN está fundamentalmente en el núcleo mientras que lasíntesis de proteínas
se lleva a cabo en el citoplasma

•

El ARN es un buen candidato para servir de mensajero entre el ADN y las proteínas.
Experimento de pulso y caza con precursores de ARN radiactivos:

•

Experimento de Elliot Volkin y Lawrence Astrachan (1956, 1958). Infecciones de E. coli con
bacteriófagos. Utilizan

32

P para detectar el ARN sintetizado inmediatamente después dela

infección y descubren que es un ARN de vida corta.
•

Una posibilidad era que el ADN transfiriera información al ARN de los ribosomas y que cada
ribosoma fuera específico de una proteína (hipótesis un gen - un ribosoma -una proteína). Otra
posibilidad era que los ribosomas fueran talleres inespecíficos de síntesis de proteínas.

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Brenner, Jacob y Meselson (1961) demuestran que lasegunda hipótesis es la correcta: la síntesis
de proteínas del fago tiene lugar en ribosomas que ya estaban sintetizados antes de la infección.

•

Spiegelman (1961), experimentos de hibridación: el ARN recién sintetizado tras infectar E. coli
con un fago, hibrida con el ADN del fago pero no con el de la bacteria.

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Jacob y Monod (1961), proponen el concepto de ARN mensajero.

Tema17. Transcripción y procesamiento del ARN/2

•

Experimentos de hibridación realizados por Spiegelman y colaboradores con el fago φX174
indican que el ARN se transcribe a partir de una de las dos cadenas de ADN. Sin embargo con
otros fagos se demuestra que esto sólo es generalmente cierto en los dominios de un gen: cada
transcrito puede provenir de una cadena distinta.

Comparación entrereplicación y transcripción
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Similitudes
Ø Fenómeno procesivo
Ø Polaridad 5'→3'
Ø Se utiliza como molde una cadena de ADN
Ø Complementariedad de bases

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Diferencias
Replicación
ADN polimerasa

ARN polimerasa

dATP, dCTP, dGTP, dTTP

ATP, CTP, GTP, UTP

Todo el cromosoma

Uno o pocos genes

Una ronda por ciclo

Varios ARN por gen en cada ciclo

Dos cadenas

Unacadena

Con cebador

Sin cebador

Con actividad correctora
•

Transcripción

Sin actividad correctora

Reacción catalizada por la ARN polimerasa:
Ø Reacción global:

n(NTP) → (NMP)n + n(PPi)

Ø Reacción secuencial:

(NMP)n + NTP → (NMP)n+1 + PPi

La transcripción en los procariontes
ARN polimerasa de E. coli
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Holoenzima
Ø 500 000 dalton
Ø α 2 β β' σ

•

α 2 β β'constituyen el núcleo enzimático

•

σ tiene función reguladora y existen varias alternativas

Promotores
•

La subunidad σ reconoce secuencias específicas de ADN situadas en la región 5' corriente arriba
del inicio de la transcripción (+1) (promotores). La enzima se une al promotor y se produce una
desnaturalización local de la doble hélice

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Secuencias consenso: secuencias similaresaparecen en muchos promotores en posición -10 y 35 respecto al inicio de la transcripción

Tema 17. Transcripción y procesamiento del ARN/3

•
•

Hay promotores fuertes y débiles
Diferentes factores σ reconocen promotores con diferentes secuencias consenso
Gen

Uso

Secuencia -35

Separación

Secuencia -10

rpoD

70 000

general

TTGACA

16-18 pb

TATAAT

rpoH...