Conceptos básicos de la transcripción y transcripción en procariontes

Transcripción: ARN polimerasa, promotor y ARN

Promotor: secuencia en la región 5' del ADN a la que se une la ARN polimerasa para iniciar la transcripción. La transcripción se inicia en el sitio de iniciación, que es el punto +1. Todo lo que se encuentre delante de este punto, incluyendo al promotor se conoce como aguas arriba (y sus nºs de localización son negativos) y lo que se encuentre detrás aguas abajo y sus números de localización son positivos.

Aguas arriba (-)    Sitio de iniciación      Aguas abajo (+)

                                        Promotor                     +1

ARN polimerasa: Es la enzima encargada de la lectura del ADN para la polimerización del ARNm. Carece capacidad correctora porque un daño en el ARN no es tan definitivo como un daño en la replicación del ADN y además no emplea cebadores.

ARNm: Contiene la secuencia que va a determinar la secuencia de aminoácidos de la proteína sintetizada.

ARNr: Tienen función estructura, pues junto con las proteínas da lugar al ribosoma (donde se realiza la traducción).

ARNt:Es el responsable de acercar los aminoácidos correctos al ribosoma para la síntesis proteica.

MicroARN: Tiene función reguladora, por ejemplo, regular el ARNm.

SiARN (ARN pequeño de interferencia): Tiene función protectora del genoma.

El ARN es una molécula mucho más flexible que el ADN porque carece de las interacciones débiles y puentes de hidrógeno de este. Además se suele unir a proteínas formando ribonucleoproteínas.

¿Cómo se inicia la transcripción?

Una holoenzima de ARN polimerasa se une al ADN, lo desenrolla y lo va transcribiendo. Cuando termina de transcribir esa sección lo enrolla y se mueve a la siguiente porción de ARN que quiere transcribir.

Transcripción en procariontes: Factor sigma

Las bacterias pueden realizar la transcripción sin el factor sigma, pero no reconocer al promotor. Hay distintos factores sigma, unos más predominantes que otros y con funciones específicas, lo que permite discriminar entre todos los promotores el promotor que en un determinado momento nos interesa.

Todos los promotores poseen un lugar rico en A y T, que son zonas de interacciones débiles por lo que son fáciles de rompe. Sigma palpa el ADN en el surco mayor y dispara el proceso de transcripción.

El factor sigma es un mecanismo de regulación, que junto con otros permite el ahorro de energía a la bacteria:

1. No todos los promotores tienen la misma importancia o función, así que la ARN polimerasa debe unirse específicamente a aquel que interesa.
2. El ARNm de las bacterias es policistrónico, es decir, a partir de un ARNm puede sintetizar varios genes.
3. La transcripción es simultánea a la traducción.
4. Las bacterias tienen mecanismos que indican cuando es el momento de parar correcto. Se forma una horquilla por apareamiento de bases que impide la transcripción a la ARN polimerasa. En E. coli este lazo u horquilla es lo suficientemente fuerte para parar a la ARN polimerasa, pero no para liberarla, de lo que se encarga la proteína Rho.

Intervención de la adrenalina en el metabolismo de glúcidos

La adrenalina induce adenilato ciclasa y esta AMPc que activa la fosforilaza que activa una fosforilasa que actua en al glucogenofosforilasa y degrada el glucógeno a glucosa 1 fosfato y luego a glucosa 6 fosfato y luego a glucosa.
Si la quinasa activa la glucógenosintasa, que se INACTIVA y se inhibe la sintesis de glucógeno.


Adrenalina--adenilato ciclasa--AMPc---proteína quinasa---fosforilasa---glucógenosfosforilasa
Adrenalina--adenilato ciclasa--AMPc---proteina quinasa---fosforilasa--glucógenosintasa---INHIBE SÍNTESIS DE GLUCÓGENO.

Sistema de señalización por secreción de adrenalina

La adrenalina llega al receptor de membrana, se produce un cambio conformacional y la síntesis de GTP, lo que produce la activación de la subunidad alfa, la creación de adenilato ciclasa, de AMPc. La proteína quinasa A está formada por:
* dos unidades a las que se unen dos AMPc por unidad.
*dos unidades catalíticas que se activan cuando el AMPc activa las subunidades reguladoras.

Las subunidades catalíticas se unen a la CREB (proteín de unión al elemento de respuesta del AMPc,que es un factor de transcripción que se activa con la dimerización de la CREB (UNIÓN DE DOS CREB) para la formación de más proteína CREB.

El chute de adrenalina o glucagón actúa en el organismo produciendo la degradación de glúcidos.

Desensibilación

La señalización por parte de la molécula señal debe ser limitada, por lo que la desensibilación impide que la proteina G se active ante la señal. La quinasa del receptor de la proteína G permite la fosforliación de los dominios citosólicos de la proteina G por lo que la arrestina puede actuar e impedir que la señal active la proteína G.

Por otr parte, la arrestine permite que los receptores abandonen la membrana gracias a que la arrestina funcionará como proteína adaptadora para la Ap2 y se forme una vesícula endocítica. Las caveolinas son un tipo específico de vesícula endocítica y se producen especialmetne en la zona de las balsas o rafts de la membrana.

Enfermedades por desensibilación:

Deshidratación: La toxina botulínica bloquea la actividad GTP, asi que la proteína está siempre activa y se produce siempre adenilciclasa y GMPc, lo que en el intestino provoca la perdida de H2O.

Señalización

ÁCIDO NÍTRICO Y CO

Las células endoteliales de lso vasos sanguíneos están enervadas por terminaciones productoras de acetilcolina. Cuando la acetilcolina llega a las células endoteliales se produce la apertura de canales de Ca y aumenta la concentración de Ca en el citosol, lo que activa ciertas proteínas.

La calmodulina es una de ellas,la calmodulina a su vez activa la oxidoniticosintasa, qeu convierte la argenina en citrulina, liberando NO. Este NO cuando llega al músculo liso de los vasos sanguíneos activa la guanilato ciclasa y se produce GMPc, que secuestra Ca y hace que se relaje el vaso sanguíneo, por lo que aumenta su area, y disminuye la presión.

Aplicaciones médicas:

**Angina de pecho. Una pastilla de nitroglicerina se coloca en la boca. Cuando se digiere produce en NO, lo que provoca la activación de la guanilato ciclasa.

**Viagra: Evita la degradación del GMPc, con lo que se secuestra Ca y e disminue la presión

Receptores de las células diana

*Receptores de canales iónicos: Recordar la liberación de acetilcolina que regula los canales de Na en células musculares.

*Receptores unidos a proteína G. La proteina G es una proteína transmembrana multimerica que atraviesa la membrana hasta en tres ocasiones y está formada por tres subunidades. La subunidad alfa presenta un dominio de unión al GTP. Cuando esta subunidad se activa, se disocian beta y gamma y se producen distintos procesos.

Estudio profundo de los receptores unidos a proteína G:

En la córnea la molécula señal es la rodopsina y el receptor se activa por luz.

¿Cómo funcionan estos receptores?

La molécula señal llega al receptor e induce un cambio conformacional, que produce el acoplamiento de la subunidad alfa con la proteina G. La subunidad alfa activará la adenilato ciclasa y se fabricará AMPc (mensajero secundario). Esta actividad GTPasica está regulada por la RDS (proteína reguladora de la señalización de la proteína G).

Receptores de las células diana

En las células diana hay tres tipos de recpetores distintos:

*Receptores de canales ionicos: Liberan acetilcolina que regula los canales de Na en las células musculares.

*Receptores unidos a la proteína G. La proteína G es una proteína multimérica qeu atraviesa la membrana hasta en 7 ocasiones. Presenta un dominio de unión al GTP. Cuando esta activada, se disocian sus subunides gamma y beta, lo que provoca distintas situaciones.

*Receptores con actividad catalítica: Tienen act. catalítica, enzimática o están unidos a proteínas citosólicas que presentan dicha actividad.

Estudio profundo de los recpetores de mebrana asociados a proteína G:

En el caso de la retina, la proteína G es la rodopsina y el receptor se activa por la luz.

¿Cómo se produce la activación genérica en esta vía de señalización?

Cuando llega la molécula señal (ej; adrenalina, rodopsina) se une al receptor y mediante los bucles citosólicos de la p. transmembrana se produce un cambio de conformación que produce el acoplamiento de la proteína G con la subunidad alfa. Una vez se disocian las unidades de la proteína G la subunidad alfa se dirigirá a la adenilato ciclasa para formar AMPc, y se produce una serie de reacciones. Cuando se hidroliza el GTP, se inactiva el AMPc. Esta actividad GTPásica está regulada por la RGS (proteína reguladora de la señalización de la proteína G)

Ácido nítrico y CO

Las células endoteliales de los vasos sanguíneos están enervadas por terminaciones que fabrican acetilcolina. Cuando la acetilcolina llega a las células endoteliales, se abren los canales de Ca2+ y aumenta la concentración de Ca2+ en el citosol. Esto provoca la activación de una serie de proteínas.

La calmodulina es activada y hace que actúe la oxidonítricosintasa que convierte la argenina en citrulina, liberando NO. Este NO cuando llega a las células musculares lisas de la pared del vaso sanguíneo activa la guanilato ciclasa, que induce la formación de GMPc, que secuestra Ca2+ y provoca la relajación del vaso sanguíneo, lo que aumenta el área de este y disminuye la presión.

Aplicaciones médicas:

*Cuando hay una angina de pecho se coloca una pastilla de nitroglicerina en la boca, que al descomponerse libera NO y se reduce la presión.

*La viagra usa este sistema y evita que se degrade el GMPc para que pueda seguir secuestrando Ca2+ y haya flujo sanguíneo.