Procesamiento post-transcripcional del RNA
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Cada tipo de RNA sufre una forma diferente de procesamiento post-transcripcional RNAt RNAm RNAr • Remoción de extremos • Modificación de las bases. • Adición de -CCA • Adición del 5’ cap • Corte y empalme (splicing) • Poliadenilación en 3’ • Metilación de la ribosa. • Remoción de partes intermedias del preRNAr RNA ribosomales El rRNA juega un papel muy importante en la traducción rRNA 23S rRNA 16S RNAs ribosomales Procariontes Eucariontes 13 mil nt’s 6 mil 500 nt’s • Durante la maduración del RNA se metilan las ribosas y posteriormente el pre-rRNA se fragmenta para generar los rRNAs de distintos tamaños. Las proteínas ribosomales se importan al núcleo para formar partículas pre-ribosomales y estas son exportadas al citoplasma El Ribosoma Procarionte • Los procariontes tienen ribosomas 70s, formados por 2 subunidades: una grande de 50s y una pequeña de 30s. • En los ribosomas ocurre la síntesis de proteínas. rRNA 23s y 5s 34 proteínas rRNA 16s 21 proteínas El Ribosoma Eucarionte • Los eucariontes tienen ribosomas 80S formados por 2 subunidades: 60S y 40S. rRNA 28s, 5s y 5.8s ~49 proteínas rRNA 18s ~33 proteínas ¿COMO FUNCIONA EL RIBOSOMA? 5’ 3’ El papel principal de las proteínas ribosomales es estabilizar a la estructura del rRNA Schluenzen et al., Cell, 102, 615-23 (2000) Lab de Ada Yonath, Inst Weizmann, Israel Premio Nobel Química 2009 Harms et al., Cell, 107, 679-88 (2001) Interacciones con el rRNA de la subunidad chica del ribosoma permiten un reconocimiento correcto codón : anticodón RNA de transferencia • 75-90 ribonucleotidos. • Contiene bases modificadas. Brazo aceptor Brazo TψC Brazo Variable Brazo D Brazo anticodón Procesamiento del tRNA • La RNAsa P es una ribozima, contiene una subunidad de proteína y otra de RNA (catalítica). Bases modificadas que se encuentran en los tRNA • Pseudouracilos (y) • 4 tiouridina • 2 metilguanina • 2 isopententenil adenina • Dihidrouridina (D) • Inosina Plegamiento del tRNA • El tRNA se pliega sobre sí mismo para adoptar una estructura 3° con forma de L invertida. • En un extremo queda el brazo aceptor y en otro el brazo anticodón. Función del tRNA en traducción: intérprete AA específico (Aminoácido) mRNA XYZ El AA debe ser adaptado para reconocer el codón XYZ Solución: El RNA de transferencia como Adaptador a) Apareamiento de bases con el codón Interacción Codón | Anticodón b) Reconocimiento específico El Código Genético permite la traducción fidedigna de RNA a Proteína identificando las bases por tripletes para incorporar cada aminoácido VIDEO El código genético es degenerado 64 posibles combinaciones de tripletes solo 20 aminoácidos Interacción codón-anticodón las cadenas que interaccionan son ANTIPARALELAS la 3ª posición del CODON puede no aparear (hipótesis del “bamboleo”) las bacterias tienen 31 diferentes tRNA los eucariontes tienen 48 El carboxilo del aminoácido forma un enlace ester con la ribosa Aminoacilación del tRNA 1. Formación de aminoacil-adenilato 2. Síntesis de aminoacil-tRNA 1 ATP! Activación del aminoácido antes de su unión al tRNA. Esta activación se realiza por la aminoacil tRNA sintetasa y ATP para dar lugar a un Aminoacil Adenilato (aminoacil AMP) Especificidad de las aminoacil-tRNA sintetasas Fidelidad del código genético! Visualización del tRNA unido a una aminoacil tRNA sintetasa La aa-tRNA sintetatsa tiene dos mecanismos de corrección: uno para el tRNA, otro para el aminoácido Las tRNA sintetasas tienen un mecanismo de corrección para distinguir entre aminoácidos similares Este mecanismo de edición permite tener 1 error cada 40,000 aa incorporados Val Ile Leu = VIL Aminóacidos de cadena ramificada (Branched Chain Aminoacids; BCAA) Son muy frecuentes en todas las proteínas, se utilizan como suplemento alimenticio Aminoácidos similares pasan por un doble filtro en las aa-tRNA sintetasas Isoleucil – tRNA sintetasa Leu es demasiado grande para el sitio activo de síntesis Ile cabe en el sitio de síntesis pero no en el de edición Val cabe en el sitio de síntesis y en el de edición por lo que es eliminado Hay dos clases de aa-tRNA sintetasas dependiendo del OH que inicialmente se aminoacila I II Se considera que ancestralmente las aa-tRNA sintetasas funcionaban en forma de dímero, de ahí la orientación de sus sitios activos hacia 2’OH y 3’OH de la ribosa Algunas características del código genético -61 codones para aminoácidos, 3 codones de paro -Hay alrededor de 40 tRNAs diferentes para los 61 codones (hipótesis del bamboleo) -Hay 20 aminoácidos y 20 aminoacil-tRNA sintetasas -El código genético es degenerado -El código genético es universal, pero hay diferente frecuencia de uso de codones dependiendo del organismo Si la secuencia del mRNA se lee por tripletes existen tres posibles marcos de lectura. ¿Cómo saber cuál de los tres es el correcto? ¡ Se define por el codón de inicio AUG ! En bacterias la selección del codón de inicio AUG se realiza por interacción entre el mRNA y rRNA 16S (subunidad 30S del ribosoma) Shine-Dalgarno 5 AGGAGGU3 En un RNAm policistrónico bacteriano, cada cistrón tiene su propio AUG y Shine-Dalgarno En eucariontes el mRNA para traducirse es reconocido por el CAP (7mGpppG) Funciones: Protección (5’exo) Procesamiento Exportación Traducción Además, el ribosoma (subunidad 40S) debe reconocer un entorno particular del codón de inicio AUG: Secuencia KOZAK La secuencia Kozak: A/G (-3) y G (+4) permite pausar el ribosoma para que ocurra el reconocimiento codón-anticodón 5’CAP 40S .....C C A G C consenso C A U G G Marco abierto de lectura (ORF) corresponde a la secuencia de la proteína Región no traducible 5’ (5’UTR) ORF Región no traducible 3’ (3’UTR) Traduccion
