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Colegio Santa Sabina
4to medio Dif.
Depto. De Ciencias
Prof. Paulette Rivera F.
Transcripción en
Eucariontes
Aprendizaje esperado: Conocen que en procariontes, genes que
codifican proteínas relacionadas funcionalmente se encuentran
agrupados en regiones (operón) que se transcriben desde un sitio único
generando un RNAm para varias proteínas. En eucariontes, cada gen se
transcribe desde su propio sitio de inicio y origina un RNA que debe ser
procesado antes de ser traducido en proteína, debido a que las regiones
que codifican un gen eucarionte (exones) se encuentran físicamente
separadas por regiones no codificantes (intrones).
La transcripción es el proceso
durante el cual la información
genética contenida en el DNA es
copiado a un RNA de una cadena
única llamado RNA-mensajero.

•La transcripción es catalizada por
una enzima llamada RNApolimerasa.
•El proceso se inicia separándose
una porción de las cadenas de DNA:
una de ellas, llamada hebra sentido
(3´- 5´) es utilizada como molde por
la RNA-polimerasa (5´-3´) para
incorporar nucleótidos con bases
complementarias dispuestas en la
misma secuencia que en la hebra
anti-sentido, complementaria de la
hebra sentido inicial.
La única diferencia
consiste en que la
timina del DNA inicial es
sustituída por uracilo en
el RNA mensajero.
 Así, por ejemplo, una
secuencia ATGCAT de la
hebra sentido del DNA
inicial producirá una
secuencia UACGUA.

¿Qué diferencias observas en estos
dos tipos de transcripción?
Compara la síntesis del triptófano en
procariontes y eucariontes
CARACTERÍSTICAS:
•Los genes poseen un promotor
donde se fija la ARN
polimerasa.
•Posee secuencias de consenso:
TATAAT (caja Pribnow) y
secuencia TTGACA.
•Los genes que codifican para
una misma vía metabólica se
localizan en regiones contiguas
del ADN.
•Los genes se organizan en una
unidad transcripcional: OPERON
(organización regulada)
•Cinco genes transcriben para 1
molécula de ARNm.
•El ribosoma traduce el ARNm
(ARN policistrónico) en una o
varias proteínas.
Bacteria Escherichia coli.
Síntesis del triptófano.
CARACTERISTICAS:
 5 genes codifican la
síntesis del trp.
 Los 5 genes se
encuentran en 4
cromosomas diferentes.
 cada gen se transcribe
desde su propio sitio de
inicio.
 En la transcripción se
origina un ARNm primario
que debe ser procesado.
Levadura: Saccharomyces cerevisiae.
Síntesis del triptófano.
 El ARNm (ARN
monocistrónico) listo se
traduce en los ribosomas
en1 sola proteína.
En eucariontes:
 Cada gen tiene su propio
promotor y señal de término de
la transcripción.
 El ARN es cistrónico (una sola
proteína).
Algunos promotores poseen
una secuencia de bases llamada
Caja TATA. (25 a 30 pares de
bases)
 Hay secuencias que regulan la
transcripción del gen: secuencias
de proteínas reguladoras o
factores de transcripción.(que
anteceden a la región
codificadora de proteínas)
Los genes eucariontes como el gen β- globina, contienen
regiones reguladoras de la transcripción que
anteceden a la región que codifica para proteínas.
Confecciones una tabla comparativa que contemple los siguientes
aspectos:
 N° de cromosomas.
 Ubicación de los genes en los cromosomas.
 N° de sitios de inicio de la transcripción.
 Organización de genes en Operón.
 Cantidad de ARNm formados.
 Procesamiento del ARNm (maduración).
 Tipo de ARN según números de proteínas a las que da origen.
 Participación de proteínas reguladoras o factores de transcripción.
 Cantidad de proteínas formadas.
 Cantidad de enzimas que participan en la vía metabólica de la
formación del triptófano
Comparación entre la transcripción en
procariontes y eucariontes.
Secuencia de
nucleótidos
RNA
mensajero
codifican
copia del DNA
inicial
Por lo tanto, el RNA
inicialmente transcrito
Proteínas
regiones
que no
codifican
proteínas
intrones.
partes que
codifican
proteínas
exones
contiene tanto exones
como intrones
La transcripción
en eucariontes
Implica un procesamiento del
ARNm sintetizado por la ARN
polimerasa.
2
1
Estabilidad del mensaje
genético y optimización de
su traducción.
3, 4
El transcrito primario sufre varios procesamientos que incluyen:
-1. La adición de un capuchón en el extremo 5´ (CAP 5´).
-2. La adición de una cola de poliA en su extremo 3´.(100 a 250
Ribonucleótidos de adenina)(La Endonuleasa que corta el ARNm para la
adición de la cola por la PoliA polimerasa)
-3. Remoción de los intrones y empalme de exones (splicing).
-4. Generación de ARN maduro listo para salir al citoplasma para su
traducción.
. Sin embargo, antes de que abandone el núcleo para dirigirse al
citoplasma donde se encuentran los ribosomas, este RNA es
procesado mediante operaciones de "corte y empalme",
eliminándose los intrones y uniéndose entre sí los exones.
La eliminación
unión
posterior de
los exones
sucesivos
intrones
mecanismo
de corte
eliminar los
intrones
regiones de
paso de
exón a
intrón y de
intrón a
exón
mecanismo de
corte y unión
"splicing"
unión de dos
exones
consecutivos
dos reacciones
transesterificación
intercambio de
un enlace
fosfidiéster por
otro
Luego, las secuencias de intrones son reconocidas y
removidas por moléculas de ARN nucleares pequeñas
(ARNnp) que interaccionan con proteínas formando
partículas ribonucleoproteicas pequeñas que constituyen lo
que se ha denominado el "espliceosoma".

La β-galactosidasa es una enzima de gran importancia en la
industria porque se usa para fermentar los azúcares de la lactosa.
La producción de yogur y queso, por ejemplo, necesita bacterias
que expresen esta enzima. Además, es usada para adicionarla a
los productos lácteos con el fin de eliminar los residuos de lactosa
y hacer productos deslactosados. Otra función crucial consta de
identificar si las bacterias presentes en el agua potable son
coliformes. La presencia de estas bacterias se puede identificar
porque la galactosidasa está presente en bacteria como
Escherichia coli, común en la materia fecal.
Para comenzar, leamos:
MODELO OPERÓN
Jacob, Monod y colaboradores analizaron el sistema de la lactosa en E. coli, de
manera que los resultados de sus estudios permitieron establecer el modelo
genético del Operón que permite comprender como tiene lugar la regulación de
la expresión génica en bacterias. Jacob y Monod recibieron en 1965 el Premio
Nobel pos estas investigaciones
Francois Jacob
Jacques Monod
Son pequeños fragmentos
circulares de ADN, además
de su cromosoma principal,
contienen de 2 a 30 genes.
Algunos tienen la
capacidad para incorporarse
o salir del cromosoma
bacteriano
Se denomina episoma a un
plásmido incorporado al
cromosoma bacteriano. Los
plásmidos se replican en manera
similar al cromosoma bacteriano.
El ADN procariota se organiza en paquetes
coherentes denominados OPERONES, en
los cuales se encuentran los genes para
funciones interrelacionadas.
Codifica para
proteína represora
Reconocido
por la ARN
polimerasa
Reconocido por la
proteína represora
Codifican para las
proteínas necesarias
¿Cómo está formado un operón?






Los principales elementos que constituyen un operón son los siguientes:
Los genes estructurales: llevan información para polipéptidos. Se trata de los
genes cuya expresión está regulada. Los operones bacterianos suelen contener
varios genes estructurales, son poligénicos o policistrónicos. Hay algunos operones
bacterianos que tienen un solo gene estructural.
El promotor (P): se trata de un elemento de control que es una región del ADN con
una secuencia que es reconocida por la ARN polimerasa para comenzar la
transcripción. Se encuentra inmediatamente antes de los genes estructurales.
Abreviadamente se le designa por la letra P.
El operador (O): se trata de otro elemento de control que es una región del ADN
con una secuencia que es reconocida por la proteína reguladora o represora. El
operador se sitúa entre la región promotora y los genes estructurales.
Abreviadamente se le designa por la letra O.
El gen regulador (i): secuencia de ADN que codifica para la proteína
reguladora o represora que reconoce la secuencia de la región del operador. El
gen regulador está cerca de los genes estructurales del operón pero no está
inmediatamente al lado. Abreviadamente se le denomina gen i.
Proteína reguladora o represora: proteína codificada por el gen regulador. Está
proteína se une a la región del operador para bloquearlo.
¿Cómo está formado un operón?
E. Coli puede utilizar glucosa u otros azúcares, como el
disacárido lactosaRequiere de 2
enzimas
Lactosa permeasa
Se ubica en la membrana
plasmática
Permite el transporte
de la lactosa al
interior de la célula.
Βgalactosidasa
Cataliza la ruptura
de la lactosa para
generar los
monosacáridos
galactosa y
glucosa.
Β- galactósido
transacetilasa
*Participa en el
metabolismo
de los Bgalactósidos,
diferentes a la
lactosa.
*También llamada tiogalactósido transferasa, que cataliza la transferencia del grupo acetil del acetil
Coenzima A al 6-OH de un aceptor tiogalactósido. Este gen no está relacionado con el metabolismo de
la lactosa.
Medio de cultivo
bacteriano
Ausencia de
lactosa
Las enzimas lactosa
permeasa y Bgalactosidasa no son
necesarias
Presencia de
lactosa
Las enzimas lactosa
permeasa y Bgalactosidasa son
necesarias
su expresión es
reprimida.
Se induce la
expresión
Disminuyen sus
niveles en el
citoplasma
Aumentan sus
niveles en el
citoplasma
Operon Lac
Genes
estructurales
Genes
reguladores
Codifican proteínas
enzimáticas que
metabolizan la lactosa
Codifican para las
proteínas que regulan la
actividad de los genes
estructurales.
3 genes
Gen Z
Codifica para la
enzima Bgalactosidasa.
Gen Y
Codifica para
la enzima
lactosa
permeasa
Gen A
Codifica para
la enzima Bgalactósido
transacetilasa
Son contiguos y se transcriben en 1 solo ARN policistrónico.
Junto al Gen z
(estructural)
Se transcriben
2 secuencias
específicas
Operador
(O)
Promotor
(P)
Para
Junto a él se
encuentran
Impedir
Gen
regulador I
Que la
ARN
polimerasa
Se une al
Que codifica para una
Proteína
Transcriba el
Operón
Llamada
Represor
En ausencia de
lactosa
La unión
Operadorrepresor
Reprime la
sistema
No se
sintetizan
Proteínas
necesarias
Metabolizar
Lactosa
En presencia de
lactosa
Entonces…
El represor
Libera al
La lactosa
operador
Se une al
Represor
Y la
ARN polimerasa
Produciendo un
Cambio
conformacional
que
disminuye La
afinidad
Por el
Se puede unir al
Promotor
Para
Transcribir
Los
Operador
Genes
estructurales
1. Represor
se une al
operador e
impide que
la ARN
polimerasa
transcriba
los genes
estructurale
s Z, Y , A
1
2
2. En presencia
de lactosa, ésta
se une al
represor y éste
libera al
operados,
entonces la
ARN
polimerasa
puede
transcribir.
¿Cuáles son los genes de control en el
modelo del operón Lac y cuáles son sus
funciones?
2. ¿Cuáles son los genes estructurales del
modelo y cuál es la función de cada uno?
3. ¿Qué ocurre con los genes del operón en
ausencia y en presencia de lactosa?
4. ¿Cómo se regula la transcripción en
procariontes?
1.
Responder:
Regulación de la transcripción en
eucariontes.
En organismos
eucariontes
multicelulares
el
Control de la
expresión
génica
Se relaciona con
cambios que
ocurre en la
Diferenciación
de los tejidos
y
Etapa
embrionaria
Depende de las
Variaciones
hormonales
En el
Medio
interno
Regulación de la transcripción en
Eucariotes:
Para que se inicie la transcripción se necesita de factores de
transcripción para que la ARN polimerasa actué.
1. Un primer factor de
transcripción reconoce la caja
TATA.
2. Un segundo factor asegura el
ingreso de la ARN polimerasa al
sitio de inicio.
3. Unión de la ARN polimerasa II.
4. Factores adicionales ayudan a
formar el complejo de iniciación
en la zona del promotor.
5. Inicio de la transcripción.
El complejo de iniciación puede ser acelerado o retardado por
factores de transcripción específicos: proteínas activadoras o
proteínas represoras.
Proteínas activadoras:
Se unen a una secuencia
de nucleótidos llamadas
secuencia amplificadora.
Estimulan la formación del
complejo de iniciación
acelerando la transcripción.
Proteínas represoras:
Se unen a la secuencia
silenciadora.
Retardan el inicio de la
transcripción.
Diferencia en
la
trascripción:
Eucariontes
Se requiere la
participación de
factores de
transcripción para que
se forme el complejo
de iniciación para que
pueda transcribirse.
Procariontes
En ausencia de
represores la ARN
polimerasa se une al
promotor y transcribe.
Control hormonal de la
transcripción:
Hormonas Hidrosolules
Características:
1.Se unen a receptores de
superficie celular (no pueden
atravesar la membrana).
2.Pueden ser aminas: adrenalina
y hormonas peptídicas: insulina y
glucagón.
3.Provocan en el receptor un
cambio conformacional y una
transducción de señales
(segundos mensajeros).
Ejemplo: activan al factor de
transcripción NF- KB que
ingresa al núcleo inducen la
expresión de genes que
participan en la respuesta
inmune en células de
mamíferos.
Control hormonal de la
transcripción:
Hormonas Liposolubles
Características:
1.Se unen a receptores
intracelulares.(atraviesan la membrana).
2.Incluye las hormonas esteroidales,
como las hormonas sexuales, los
esteroides cortisol y la aldosterona, las
hormonas tiroideas y los retinoides
(derivados de la vitamina A).
3.Interactúan con regiones reguladoras en
el ADN llamados “elementos de respuesta
de la hormona”
Estas hormonas
producen un cambio
conformacional mediante
una proteína que se
libera “Hsp90”, la que
ayuda a la formación del
complejo de iniciación y
comience la
transcripción.
Hormonas Liposolubles
Escriba lo que debe ocurrir previamente
para que se realice el proceso de
transcripción en eucariontes.
2. ¿Para qué sirven las proteínas
activadoras y las proteínas represoras?
3. Escriba un ejemplo de lo que ocurre en
la transcripción de señales al llegar una
hormona hidrosoluble y una liposoluble a
la célula.
1.
Responder:
Responder:
1. Indique la afirmación falsa y justifíquela:
a) Una parte importante del DNA de cada célula no tiene función y se estima que sólo alrededor del
10% del DNA eucarionte codifica proteínas.
b) Los genes en el DNA procariontes se organizan en grupos que funcionan como unidades
transcripcionales (operones).
c) La organización del DNA en exones e intrones puede determinar una mayor variación en las
proteínas.
d) Los promotores son regiones reguladoras de la expresión génica a los cuales se unen factores de
transcripción.
e) Las bacterias no tienen la capacidad para regular la expresión génica en respuesta a los cambios
ambientales.
2. Los intrones se transcriben junto con los exones en el RNA mensajero, sin embargo no participan en
la síntesis de la proteína. ¿Qué aseveración considera correcta? justifique las falsas.
a) Los intrones se remueven del RNA mensajero y este proceso puede generar distintas proteínas a
partir de un mismo gen.
b) El aparato de síntesis de proteínas distingue entre intrones y exones y sólo traduce éstos últimos.
c) Los exones tienen una composición de nucleótidos distinta de los intrones.
d) En eucariontes cada gen se transcribe desde su propio sitio de inicio en cambio en procariontes
varios genes comparten un sitio de inicio de la transcripción.
e) Todo gen se expresa en una célula mientras no sea reprimido por un mecanismo regulador.
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
Caracterice la transcripción en general.
¿Qué sentido tiene la hebra que transcribe la ARN polimerasa?
¿Cómo reconocería en un dibujo simple la transcripción en procariontes? ¿Y en eucariotes?
¿Cuál es la función del ARN de transferencia?
¿Qué es la caja TATA.
¿Qué es la cola de poli A y donde se ubica?
¿Cuál es la función de la endonucleasa?
¿Qué es el espliciosoma?
¿En qué sentido trabaja la ARN polimerasa?
¿Cuál es la función del ARN ribosomal?
¿Qué es la caja de Pribnow?
¿Qué son las secuencias de consenso?
¿Qué es el capuchón 5´ y donde se ubica?
¿Cuál es la función de la poli A polimerasa.
¿Qué es el ARNnp y para qué sirve?
¿Qué es un cistrón? ¿y un policistrón?
¿Qué es un exón? ¿ y un intrón?
Compare el proceso de transcripción y traducción de la vía metabólica de producción de enzimas que
participan en la síntesis de triptófano en eucariontes y procariotes, según: ejemplo de organismo que la
realiza (específico), presencia de operón, tipo de ARN (cistrónico o policistrónico), números de sitios de
unión para la síntesis de proteína, presencia de ARN primario, número de cromosomas y genes,
Número de sitios de inicio para la síntesis del ARN.
Dibuje el proceso formación de enzimas de síntesis de triptófano en levadura y en escherichia coli,
Colocando los cromosomas, operón (en la que corresponda), indicando dónde ocurre la transcripción, la
traducción, dónde está el ARNm (cistrónico o policistrónico) que se forma y dónde está la proteína o
las proteínas formadas.
Compare la regulación hormonal de la transcripción según la acción de las hormonas liposolubles y las
hidrosolubles.