La transcripción en eucariotas

La transcripción en eucariotas

1- Los genomas eucariotas más grandes tienen muchos más genes que deben ser reconocidos y transcritos. Mientras que las bacterias suelen tener unos pocos miles de genes, los eucariotas tienen decenas de miles de genes. Además, hay mucho más ADN no codificante ADN no codificante en los eucariotas. El ADN no codificante se origina por una variedad de mecanismos. Así que, aunque los eucariotas tienen más genes que los procariotas, sus genes están, en promedio, más separados. Por ejemplo, mientras que la densidad génica (número medio de genes por longitud de ADN) en E. coli es de 1 gen por 1400 pb, ese número desciende a 1 gen por 9000 pb en la mosca de la fruta Drosophila, y en el caso de los humanos es de sólo 1 gen por cada 100.000 pb los eucariotas se enfrentan a esta situación de varias maneras. En primer lugar, han dividido el trabajo de transcripción entre tres polimerasas diferentes.

• La ARN polimerasa I transcribe los genes de ARNr (excluyendo el ARNr 5S).
• La ARN polimerasa II transcribe todos los genes que codifican proteínas, cuyo transcripción final es el ARNm, y transcribe algunos ARNsn. La ARN polimerasa III transcribe los pequeños genes funcionales de ARN (como los genes del ARNt, algunos ARNsn y el ARNr 5S).

2. Una diferencia significativa entre los eucariotas y los procariotas es la presencia de un núcleo en los eucariotas. En los procariotas, que carecen de membrana nuclear, la información del ARN se traduce casi inmediatamente en una cadena de aminoácidos (polipéptido

Antes de que el ARN abandone el núcleo, debe ser modificado de varias maneras. Estas modificaciones de modificaciones se denominan colectivamente procesamiento del ARN. Como se verá, el extremo 5′ del ARN se procesa mientras el extremo 3′ se sigue sintetizando. Por lo tanto, la ARN polimerasa II debe sintetizar el ARN mientras coordina simultáneamente una diversos eventos de procesamiento. la ARN polimerasa II es una enzima multisubunitaria más complicada que la ARN polimerasa procariótica.

3, el ADN genómico, está organizado en cromatina en los eucariotas mientras que está prácticamente "desnudo" en los procariotas. Ciertas estructuras de la cromatina pueden bloquear el acceso de la ARN polimerasa al molde de ADN. Esta característica de la cromatina ha evolucionado hasta convertirse en un mecanismo muy sofisticado para regular la expresión de los genes eucariotas. Sin embargo la discusión sobre la influencia de la cromatina en la capacidad de la ARN polimerasa II para de la ARN polimerasa II para iniciar la transcripción 

Inicio de la transcripción en eucariotas

La transcripción se inicia en procariotas cuando la subunidad σ de la holoenzima ARN polimerasa polimerasa reconoce las regiones -10 y -35 en el promotor de un gen. Una vez iniciada la transcripción, la subunidad σ se disocia y el núcleo de la polimerasa continúa sintetizando ARN dentro de una burbuja de transcripción que se mueve a lo largo del ADN. Del mismo modo, en los eucariotas, el núcleo de la ARN polimerasa II tampoco puede reconocer secuencias promotoras por sí mismo. Sin embargo, a diferencia de las bacterias, en las que el factor σ es una parte integral de la holoenzima de la polimerasa, los eucariotas requieren que los GTF se unan a regiones en el promotor antes de la unión de la enzima central.

(PIC). Este complejo es bastante grande: contiene seis GTF, cada uno de los cuales es un complejo multiproteico, además del núcleo de la ARN polimerasa II, que está formado por una docena o más de subunidades proteicas. más subunidades proteicas. La secuencia de aminoácidos de algunas de las subunidades del núcleo de la ARN polimerasa II se conserva desde la levadura hasta el ser humano. Esta conservación puede Esta conservación puede demostrarse de forma espectacular sustituyendo algunas subunidades de la ARN polimerasa II de la levadura por sus homólogas humanas para formar un complejo quimérico de ARN polimerasa II (llamado así por una criatura de la mitología griega que respiraba fuego y tenía cabeza de león cuerpo de cabra y cola de serpiente). Este complejo de ARN polimerasa II quimérico es completamente funcional en la levadura. Al igual que los promotores procarióticos, los promotores eucarióticos están situados en el lado 5′ (aguas arriba) del sitio de inicio de la transcripción. Cuando las regiones promotoras eucariotas de diferentes especies, la secuencia TATA puede a menudo puede verse localizada a unos 30 pares de bases (-30 pb) del sitio de inicio de la transcripción (Figura 8-12). Esta secuencia Esta secuencia, llamada caja TATA, es el lugar del primer evento en la transcripción: la unión de la proteína de unión a TATA (TBP). La TBP forma parte del complejo TFIID, uno de los seis GTF. Cuando se une a la caja TATA, la TBP atrae a otros GTF y al núcleo de la ARN polimerasa II hacia el promotor, formando así el PIC. Una vez iniciada la transcripción Tras iniciarse la transcripción, la ARN polimerasa II se disocia de la mayoría de los GTF para alargar el transcrito de ARN primario. Algunos de los GTFs permanecen en el promotor para atraer al siguiente núcleo de la ARN polimerasa. De este modo, múltiples enzimas de la ARN polimerasa II pueden sintetizar simultáneamente los transcritos de un mismo gen. ¿Cómo puede el núcleo de la ARN polimerasa II separarse de los GTF e iniciar la transcripción? Aunque los detalles de este proceso, lo que se sabe es que la subunidad lo que se sabe es que la subunidad β de la ARN polimerasa II contiene una cola de proteína, llamada dominio carboxi-terminal (CTD), que desempeña un papel clave. El CTD está estratégicamente estratégicamente cerca del sitio en el que el ARN naciente emergerá de la polimerasa. La fase de iniciación termina y la fase de fase de elongación comienza después de que el CTD haya sido fosforilado por uno de los GTF. Se cree que esta fosforilación se cree que debilita de algún modo la conexión de la ARN polimerasa II a las otras proteínas del PIC y permite la elongación. El CTD también participa en varias otras fases críticas de la síntesis y el procesamiento del ARN. La elongación tiene lugar dentro de la burbuja de transcripción esencialmente como se describe para la síntesis del ARN procariota. Sin embargo, el ARN naciente tiene destinos muy diferentes en procariotas y eucariotas. En procariotas, la traducción comienza en el extremo 5′ del del ARN naciente mientras la mitad 3′ todavía se está sintetizando. En cambio, el ARN de eucariotas debe someterse a un procesamiento adicional antes de poder ser traducido. Este procesamiento incluye (1) la adición de una tapa en el extremo 5′, (2) el empalme para eliminar intrones, y (3) la adición de una cola 3′ de nucleótidos de adenina (poliadenilación). Al igual que la replicación del ADN, la síntesis y el procesamiento del ARNpre a ARNm requiere que se realicen muchos pasos con rapidez y precisión. La mayor parte del procesamiento del ARNpre-m eucariota tenía lugar después de que se completara la síntesis del ARN. Se dice que el procesamiento posterior a la síntesis de ARN es postranscripcional. Sin embargo, las pruebas experimentales indican ahora que el procesamiento en realidad tiene lugar durante la síntesis de ARN; es cotranscripcional. Por lo tanto, el parcialmente sintetizada (naciente) está sufriendo reacciones de procesamiento a medida que emerge del complejo de la ARN polimerasa II.

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