BIOQUIMICA

TALLER SÍNTESIS Y MADURACIÓN DE RNA

1. Una de las ventajas evolutivas de genomas de tamaño grande que se favorece es la aparición de carácteres favorables.

Las variaciones en el tamaño y estructura del genoma son muy importantes para la adaptación celular, pero hasta hoy, esto no se comprende muy bien. Aunque el tamaño del genoma se correlaciona con ciertos rasgos como el tamaño del cuerpo y el ritmo de desarrollo en algunos organismos, la relación no se generaliza para todos los organismos.
En la actualidad no hay un consenso acerca de los mecanismos que controlan la evolución del tamaño del genoma o los efectos que este tamaño tiene sobre los rasgos de las especies o sus tasas evolutivas.
Bianca Sclavi y John Herrick, del CNRS francés, han trabajado para entender estos cuestionamientos. Según ellos, en vertebrados, y bajo condiciones de tiempos de divergencia, la diversidad genética decrece según aumenta el tamaño del genoma. Además, según estos investigadores, los promedios de ritmos de evolución molecular disminuyen con el aumento del tamaño del genoma. Esto sugiere que el tamaño del genoma es un factor importante que influye sobre la tasa de especiación y extinción.
Estos investigadores han recopilado la información disponible sobre tamaño de genomas, diversidad genética, tasas de mutación, etc. de varias especies de vertebrados en diferentes grupos taxonómicos. Han encontrado una correlación clara entre tamaño del genoma y ritmo evolutivo, así como entre el tamaño del genoma y el promedio de variabilidad genética en peces, ranas y salamandras.
Su análisis sugiere que la baja variabilidad en los organismos se daría en grandes genomas debido a bajas tasas de evolución, lo que entraría en contradicción con resultados previos. Según ellos los animales con grandes genomas serían más vulnerables a la extinción y a las mutaciones peligrosas debidas a la deriva genética en especies con poblaciones pequeñas.
Los bajos ritmos de especiación (relativo a la los ritmos de extinción) explicarían la baja abundancia de especies encontrada en linajes con grandes genomas.
Sugieren que el impacto del tamaño del genoma sobre el ritmo evolutivo opera a través de la replicación de ADN y los programas de reparación que mantienen la estabilidad del genoma y que determinan el ritmo de mutación endógeno. Esta hipótesis, según los investigadores, es algo que habría que investigar para ponerla a prueba .

2. Características estructurales de los mRNA, tRNA y rRNA maduros

mRNA tRNA rRNA

• Cadena simple

• Baja estructura secundaria


• Informativo: codificación de proteínas (madurado a partir de hnRNA)

• Codifican secuencias de aminoácidos (genes codificantes de proteínas)

• Las moléculas de RNAm eucariótico tienen extremos modificados.

• Extremo 5’ del RNA-mensajero eucariota con la caperuza(7 metil guanosina en unión trifosfato 5 ́-5 ́)

• Protección de 5 ́exonucleasas (degradación del mRNA inmaduro en el núcleo)


• Exportación del núcleo

• Reconocimiento por el ribosoma (inicio de la traducción).

• Eucariotas: 5’UTR: región 5’ no traducida; Cap (= casquete): 7Me-Gpp; ORF: pauta de lectura abierta que codifica para una proteína
comienza en un codón iniciador AUG y termina en un codón de STOP; 3’UTR: región 3’ no traducida Cola de poli-A.

• Cadena simple

• Estructura secundaria media (hélice en bucles intracatenarios)

• Abundancia de bases modificadas

• Adaptador del código genético

• Transportan los aminoácidos a los ribosomas durante la traducción

• El extremo 5’ de los tRNA está fosforilado y generalmente suele ser pG

• La secuencia de bases del extremo 3’ de las moléculas de tRNA maduras es CCA. El aminoácido activado está unido a un grupo hidróxilo 3’ de la adenosina terminal

• Alrededor de la mitad de los nucleótidos en el tRNA tienen bases apareadas para formar dobles hélices. Cinco grupos de bases no están emparejadas: la región terminal 3’-CCA; el lazo TψC, (ribotimidina, pseudouridina y citidina); el brazo adicional; el lazo DHU (que contiene varios residuos dihidrouracilo), y el lazo anticodón

• El lazo anticodón, consta de siete bases, con la secuencia siguiente. pirimidina-pirimidina-XYZ-purina modificada-base variable

• Terminan en el extremo 3' con la secuencia 5'–CCA–3'

• Contienen 13 posiciones invariables y 8 posiciones semivariables.

• Contienen numerosas bases de nucleótidos modificados. • Cadena simple

• Alta estructura secundaria (hélice en bucles intracatenarios)

• Estructural (ribosoma)

• Catalítico

• Son componentes estructurales de los ribosomas que es dónde tiene lugar la traducción

• Constituyen la mayor parte del Pm ribosomal


• Determinan la posición de las proteínas ribosomales

• Eucariotas: las subunidades se forman en el núcleo
- ensamblaje en el citoplasma
- ausencia de selectividad: traducen cualquier mRNA maduro

• Localización: libres en el citoplasma
- asociados al ER (eucariontes): RER - reticulo endoplasmático rugoso

• Tres subunidades:

El sitio A (aminoacil o aceptor) es el punto de entrada para el aminoacil-RNAt (excepto en el caso del primer aminoacil-ARNt, RNAtfmet, que entra en el sitio P). El sitio P (peptidil o sitio catalítico) es donde se forman los enlaces peptídicos que dan origen al peptidil-RNAt. El sitio E (escape) es el sitio de salida del RNAt una vez descargado tras ceder su aminoácido a la cadena peptídica en crecimiento.

3. DNA polimerasa, tiene capacidad de corregir lo que va sintetizando, cuando agrega un base equivocada, al tener su mecanismo de chequeo, revisa lo que va poniendo, y retrocede sacando los nucleótidos hasta que llega a la base que esta mal, la saca, la reemplaza por la base correcta, y sigue nuevamente sintetizando. La RNA polimerasa carece de la capacidad nucleásica que utiliza la DNA polimerasa para cortar los nucleótidos mal emparejados.

4. Intoxicación a nivel celular con la Amanitina:

a) Las amanitinas son octapéptidos bicíclicos de ocho aminoácidos, de fácil absorción intestinal, que por el sistema portal alcanzan el hígado. Penetran en el interior de la célula hepática por medio de un sistema inespecífico de transporte y una vez en el núcleo se unen, molécula a molécula, a la RNA-Polimerasa tipo II (a la que inhiben), interrumpen la síntesis de ARN mensajero y bloquean la síntesis proteica. La persistencia de esta situación conduce a la necrosis celular que se manifiesta clínicamente como insuficiencia hepática aguda grave (IHAG). El daño celular se manifiesta no sólo a nivel hepático sino en otros tejidos con alta producción de proteínas como el tejido renal, y existen evidencias que apoyan una posible neurotoxicidad con episodios convulsivos, confusión, delirio y coma. Pueden lesionar también el páncreas, la sangre y los testículos. El daño se establecerá por este orden cronológico: mucosa intestinal, hepatocitos y túbulo proximal renal, siendo la lesión crítica la necrosis hepática. De forma general lleva a cabo lo siguiente:

• Inhibe el ARN polimerasa

• Interfiere en la transcripción del ADN en ARNm

• Actúan en sinergia con FNT (factor de necrosis tumoral) induciendo apoptosis celular

b) La -amanitina se une con mucha fuerza a la RNA polimerasa II bloqueando la fase de elongación de la síntesis de RNA. A concentraciones elevadas inhibe la polimerasa III, mientras que la polimerasa I es insensible a esta toxina. La ARN polimerasa I se localiza en el nucléolo, no es inhibida por altas concentraciones de amanitina; la ARN polimerasa II es fuertemente inhibida a concentraciones muy bajas por la toxina; la ARN polimerasa III se halla en el nucleoplasma, se inhibe por concentraciones altas de la amanitina. Con lo anterior se puede concluir que la amanitina bloquea la fase de procesamiento de la síntesis de ARN heteronuclear, lo que explica porque el hongo es tan venenoso cuando es ingerido.

5. El proceso de transcripción en eucariotas, es más complejo, ya que:

Existen 3 tipos de ARN polimerasas:

ARN polimerasa I. Transcribe la información correspondiente a los ARN ribosómicos (excepto el 5S).

Localización: nucleolo

Productos principales: precursor para 28S rRNA, 18S rRNA, 5.8S rRNA

Contiene 13 subunidades

Necesita al menos 2 factores de transcripción para iniciar el proceso.

• UBF1 es un polipéptido que se une a una región rica en G-C tanto en el núcleo del promotor como en UCE.

• SL1 está formada por 4 proteínas, una de estas es la TBP (binding protein), esta proteína se

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