La RNA polimerasa II

Transcripción en eucariontes
Diferentes tipos de RNA polimerasas
1. RNA Polimerasa I sintetiza RNA ribosomal (rRNA) 5.8S,
18S y 28S.
2. RNA Polimerasa II sintetiza RNAs mensajeros (mRNA),
RNAs pequeños nucleolares (snoRNA), micro RNAs (miRNA),
RNAs pequeños interferentes (siRNA) y la mayoría de RNAs
pequeños nucleares (snRNA).
3. RNA polimerasa III sintetiza RNAs de transferencia
(tRNAs), rRNA 5S y algunos RNAs pequeños nucleares (snRNAs).
En plantas hay RNA Polimerasa IV y V involucradas en la síntesis
de ciertos siRNAs y silenciamiento epigenético.
Promotores eucariontes Clase II (RNA pol II)
para mRNAs
Factores de transcripción Clase II (TFII)
TFIID: TBP (proteína de unión a caja TATA) y factores
accesorios
TFIIA: Estabiliza la unión de TFIID
TFIIB: Ayuda a posicionar al complejo de factores y la RNA
pol II sobre el promotor
TFIIF: Proporciona la ocupación de +30 pb, tiene actividad
de helicasa para abrir la doble cadena en el sitio +1
TFIIE: Une a TFIIH y recluta a la RNA pol II al promotor
TFIIH: Complejo de 9 subunidades que se une a la RNA pol
II, actividad de cinasa para fosforilar el Dominio Carboxilo
Terminal (CTD) de la RNA pol II, actividad de helicasa,
actividad de exonucleasa para reparar errores en NER
La unión de TBP a un sitio TATA distorsiona la
cadena y permite el reconocimiento del sitio +1
por las tres polimerasas eucariontes
La RNA polimerasa II
- 12 subunidades formando un complejo de mas de 500 kDa
cola que se fosforila (CTD)
RNA pol bacteriana
TAFs: Proteínas activadoras o inhibidoras de la
transcripción
TFIIs: Factores
basales de
transcripción (se
unen de manera
secuencial)
TAFs: Factores de
transcripción
accesorios (facilitan
la unión de TFIIs)
PIC: Complejo de
pre-inicio de la
transcripción
Complejo cerrado
Complejo abierto
Relevancia de la fosforilación del CTD
1. Pasar de complejo
cerrado a complejo
abierto
2. Unión de factores para
el procesamiento del
RNA
3. Escape del promotor
G. Orphnides and D. Reinberg (2002) A Unified Theory of
Gene Expression. Cell 108: 439-451.
Organización nuclear eucarionte
Nucleolo
Territorios cromosómicos
Fábricas transcripcionales
Poros nucleares
Complejos ribonucleoprotéicos
nucleares
EUCROMATINA VS HETEROCROMATINA
B
A
Fábricas transcripcionales
Chakalova et al., 2005
Fábricas de Transcripción
identificadas con fluorouridina
Sitios de replicación identificados
con Bromo-desoxiuridina
Sitios de reparación después de un
estrés genotóxico identificados
mediante fosforilación de la variante
de histona H2AX
VIDEO
Unidades transcripcionales Clase I (Transcritos por RNA pol I)
ARN ribosomal
18S,
28S,
5.8S
Unidades transcripcionales Clase III (Transcritos por RNA pol III)
Los promotores de Clase III (RNA pol III) se distinguen por
ubicarse dentro de la región que se transcribe (entre +41 y +87)
Unidades transcripcionales de tRNAs y rRNA 5S, otros snRNAs
El complejo de RNA pol III es el mas grande y pesa 700 kDa
Inhibidores de la transcripción eucarionte
+
N
H
Acridina
Actinomicina D
Sar
L-Pro
Sar
L-meVal
D-Val
O
L-Pro
D-Val
L-Thr
O
L-meVal
O
L-Thr
C
C
N
Se intercala entre
bases G y C
NH2
O
O
CH3
O
CH3
a-amanitina
Es un octapéptido bicíclico
que se obtiene del hongo
Amanita phalloides. Inhibe la
transcripción de la RNA
polimerasa II eucarionte.
Procesamiento del RNA
mRNA: solo en eucariontes
tRNA y rRNA: tanto en eucariontes como en procariontes
Otros RNAs no codificantes: tanto en eucariontes como en procariontes
1. mRNA
Adición de Cap (7mGpppN)
en el extremo 5’
1) La fosfatasa remueve un
fosfato del 5´
2) Una guanil transferasa
agrega GMP
3) Una metil transferasa
agrega el grupo metilo
¿Para qué el Cap?
1. Le da estabilidad al mRNA en el extremo 5’ (evita
corte por exonucleasas de ARN).
2. Permite la exportación nuclear del mRNA, o en su
caso la retención en el núcleo.
3. Permite el inicio de la traducción en mRNAs
eucariontes.
4. Permite la degradación de mRNAs cuando están
las señales celulares apropiadas.
Remoción de intrones
Reacción de corte en la
unión exón-intrón
a) Catalizada por el
propio mRNA
Existen secuencias específicas en los límites exón-intrón
R= purinas
Y= pirimidinas
b) Catalizada por partículas ribonucleoprotéicas (snRNPs)
snRNPs: U1, U2, U4, U5, U6
BBP
U2AF
El apareamiento de las
moléculas de snRNA
requiere complementación
de bases con el pre-mRNA
La molécula de RNA es responsable del corte: RIBOZIMA
VIDEO
Puede existir corte alternativo de intrones/exones en el pre-mRNA:
Fuente de variabilidad genética, dependiendo de tejido, desarrollo, etc.
Un gen
5 mRNAs maduros
5 proteínas diferentes
Poliadenilación (terminación de la transcripción)
Proteínas específicas reconocen
las secuencias de poliadenilación
El ARN es cortado y la enzima
Poli-A polimerasa (PAP) agrega A´s
Proteínas de unión al poli-A
se unen al extremo 3´ hasta
que el mensaje sale del núcleo
La elongación está
acoplada al
procesamiento
La salida del mRNA es coordinada por proteínas
unidas a la molécula
El receptor de exporte nuclear dirige la salida
Procariontes
Eucariontes
1. Todas las especies de RNA son
sintetizadas por la misma especie de
RNA polimerasa.
1. Hay 3 diferentes RNA polimerasas
responsables de la transcripción de
diferentes moléculas de RNA
2. El mRNA se traduce durante la
transcripción.
2. El mRNA es procesado antes de ser
transportado a citoplasma (adición de
CAP, cola de poliA, remoción de intrones
3. Los genes son segmentos contiguos
de DNA alineados ininterrumpidamente
con el RNA traducido a proteína.
3. Los genes frecuentemente se
interrumpen por intrones.
4. Los mRNAs son frecuentemente
policistrónicos
4. Los mRNAs son monocistrónicos
5. La RNA polimerasa solo requiere a
sigma para reconocer el promotor
5. Las RNA polimerasas requieren
múltiples factores adicionales para
reconocer el promotor llamados TF
basales.
6. No hay procesamiento posttranscripcional del mRNA
6. El mRNA sufre procesamiento extenso
durante y después de la transcripción