• Los genes se perpetúan como moléculas de DNA

• La información de los genes se expresa en forma de proteínas

• Perpetuación de la información: Replicación del DNA

• Expresión de la información: 1 ó 2 procesos:

  • Transcripción: Síntesis de varios tipos de RNA (mRNA; tRNA; rRNA)

  • Traducción de los mRNAs: Síntesis de proteínas
    
    
    

• Tamaño entre 74 y 95 pb

• Estructura secundaria en forma de hoja de trébol estabilizada por puentes de hidrógeno intramoleculares

• Estructura terciara en forma de L (Fig 1: Fig 2)

• Unión covalente al aminoácido por el brazo aceptor: aminoacil-tRNA

• Reconocen el codon mediante una secuencia de nucleótidos complementaria a él denominada anticodon, localizado en el brazo del anticodon
  

Ribosoma: particula ribonucleoprotéica

Los ribosomas se caracterizan tradicionalmente por su coeficiente de sedimentación

• Ribosomas bacterianos: 70 s

• Ribosomas eucarióticos: 80 s

Los ribosomas constan de dos subunidades

• Bacterias: 50 s + 30 s

• Eucariotas: 60 s + 40 s
  
  

Funcion de los ribosomas: proporcionar el ambiente adecuado para la traducción:

• Reconocimiento codon-anticodon

• Catálisis de la reacción de formación del enlace peptídico

El mRNA se lee en dirección 5’-3’

Varios ribosomas se asocian a un mismo mRNA

Ciclo del ribosoma

La función de los mRNAs es la misma en procariotas y eucariotas, pero su ciclo de vida es distinto

Proceso global en bacterias:

• Transcripción y traducción simultáneas

• Rápida degradación del mRNA (Vida media aprox. 2 min.)

• Fin de la transcripción: La RNA polimerasa abandona el DNA al llegar a secuencias terminadoras, que marcan el extremo 3’ de la molécula

• Velocidades:

  • Transcripción: 40 nt/seg.

  • Traducción: 15 aa/sec.
    
    
    

Los mRNAs procarióticos suelen ser policistrónicos

• Policistrónico = varios cistrones = varias proteínas

• Ejemplo: operón Trp

• Regiones en un mRNA procariótico

  • Regiones codificadoras: ATG iniciador y Stop codon final

  • Extremo 5’ UTR (region “Lider”)

  • Extremo 3’ UTR (región “Trailer”)

  • Regiones intercistrónicas (1 – 40 nt)

• Traducción de los RNAs policistrónicos
  
  

Degradación de los mRNAs bacterianos

• Muy rápida

• Acción coordinada de endonucleasas y exonucleasas (3’ 5’)

• La dirección global de degradación es 5’ 3’

• En ocasiones se produce un proceso de adición de una cola de poli A que acelera la degradación al actuar de sitio de anclaje para endonucleasas
  

Proceso global en eucariotas:

• Transcripción y traducción no son simultáneas

• Transcirpción y traducción tienen lugar en distintos compartimentos

• Lenta degradación de los mensajeros (Vida media aprox. 4-24h)

• Final de la transcripción impreciso. El extremo 3’ se genera por un corte en el RNA recién sintetizado.
  

Los RNAs eucarioticos sufren modificaciones post-transcripcionales antes de salir al citoplasma (animación)

• Adición del Cap (caperuza) en el extremo 5’

  • Adición de un nucleótido de guanina al extremo 5’ mediante un enlace 5’ ppp 5’

  • El nucleótido añadido tiene una orientación invertida

  • La estructura se completa mediante una serie de metilaciones de N y de O

• Adición de una “cola” de Poli A en el extremo 3’

  • Sirve para definir el extremo 3’ de los mRNAs

  • El RNA recién transcrito se corta y en el extremo 3’ se añaden una sucesión de nucleótidos de adenina (200-250 nt) (poli A)

  • Señales que identifican el sitio de poliadenilación

  • Proceso de poliadenilación

  • Las colas de poli A permiten purificar fácilmente los mensajeros en el laboratorio

• Eliminación de intrones (Tema 14)
  
  

Los mRNAs eucarióticos se traducen por los ribosomas en el citoplasma

Degradación de los mRNAs

• El CAP y la cola de Poli A protegen a los mRNAs eucarioticos de su degradación

• La degradación debe comenzar con la eliminación de la cola de poli A: exonucleasas

• Tras la eliminación de la cola de poli A se produce la eliminación del CAP: Dcp 1

• Degradación 5’ 3’ por una exonucleasa (XRN1)

• Degradación 3’ 5’ una vez eliminada la cola de poli A (exosoma)

• No todos los mRNAs se degradan a la misma velocidad

  • Secuencias que retrasan la degradación

  • Secuencias que aceleran la degradación