La transcripción del ADN ocurre cuando las cadenas de ADN son copiadas en ARN mensajero (ARNm) por la ARN polimerasa. En procariotas, la subunidad sigma de la ARN polimerasa le confiere especificidad al reconocer secuencias promotoras específicas en el ADN. En eucariotas existen tres polimerasas que transcriben ARNm, ARNr y ARNt. La transcripción está regulada por factores de transcripción, amplificadores y otros elementos que controlan la expresión génica.

1. Universidad Nacional Mayor de San Marcos
(Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)
Facultad de Ciencias Biológicas
Curso: GENÉTICA MOLECULAR
Semana 2
TRANSCRIPCIÓN DEL ADN
Gustavo A. Sandoval, MSc
PhD. Program in Biological Sciences and Engineering (PDCIB)
UNALM – 20090549@lamolina.edu.pe

2. Cromosoma
Núcleo
ADNmt
Bases :
A = adenina
Célula
T = timina
G = guanina
C = citosina
TGAGTCAACG
El genoma:
nuclear y
ADN
mitocondrial

3. Doble hélice
Antiparalelismo
Surco
menor
Surco
mayor
0.34 nm

4. Flujo de la información genética

5. Transcripción y traducción.
Los nucleótidos del ARNm son
ensamblados para formar una
copia complementaria a partir
de una cadena de ADN. Cada
grupo de tres es un codón el
cual es complementario a un
grupo de tres nucleótidos en la
región del anticodón de una
molécula específica de ARNt.
Cuando ocurre el
apareamiento de bases, un
aminoácido llevado al otro
extremo de la molécula de
ARNt es añadida a la cadena
proteica creciente.

6. Transcripción
(ADN ARN)

8. ARN polimerasa

13. Condiciones para la transcripción
• NTP (ATP, CTP, GTP, UTP).
• Complejos proteicos:
polimerasa de ribonucleótidos + factores de transcripción
• Señales de reconocimiento:
(en secuencia de ADN): inicio, elongación, final.
codificadora
cadena molde

14. Promotor procariote
Promotores: secuencias de reconocimiento en el ADN y
fijación de la ARN polimerasa.
TTGACA TATA

15. Sitio de inicio de la transcripción
(eucariotes)
Expresión basal
Expresión regulada
Amplificadores o silenciadores
Caja
CAAT
Gen
estructural
-75 -25

17. Principales subunidades de las ARN Polimerasas
s

19. Estudios bioquímicos de la ARN polimerasa
bacteriana
1. Ensayo de unión al ADN
“DNase I footprinting” para la búsqueda de secuencias
promotoras.
1. Rol de las subunidades individuales
Disociación de la holoenzima por cromatografía en
columna

20. “DNase I footprinting”: una técnica común
para la identificación de sitios de unión a
proteínas en el ADN.
1. Un fragmento de ADN es marcado en un
extremo con 32P (punto rojo).
2. La muestra es luego digerida con DNase I
en la presencia y ausencia de una proteína que
se une a la secuencia específica en el
fragmento.
3. Se emplea una baja concentración de DNase
I de forma que cada molécula de ADN sea
clivada sólo una vez (flechas verticales).
4. Luego, las muestras de ADN son separadas
de las proteínas y sometidas a electroforesis. El
gel resultanto es analizado por
autoradiografía, detectando sólo las cadenas
marcadas y se procede a la identificación de
los fragmentos clivados por la DNase I

21. Cromatografía de intercambio iónico

22. Dissociación de RNAP y purificación de σ
por cromatografía de intercambio iónico
α β
σ
α
β’
ω [NaCl]
[proteina]
Carboxymethyl- (-CO2-2) or
Número de fracción
phospho- (-PO3-2) cellulose
α β
σ
α
β’
ω

23. La subunidad sigma disociable le confiere la especificidad a la
ARN polimerasa procariota (RNAP)
α β α β
σ σ
+
α α
β’ β’
ω ω
Core enzimático Holoenzima
Unión inespecífica al promotor; Unión específica al promotor;
(Kd ~5 x 10-12 M) (Kd ~10-7 M); encuentra al
promotor 10,000 veces más
rápido.

24. Secuencias consenso de la región promotora

25. Otros tipos de promotores

26. Regiones de la subunidad σ (región 2.3)

27. Las subunidades σ y α reclutan a la ARN polimerasa
hacia el promotor

28. Posición del ADN dentro y fuera del complejo de
transcripción

29. Transcripción en eucariotes
• Tres polimerasas, muchas subunidades,
factores y elementos reguladores
• ARN pol I: ARNr (28S, 18S y 5.8S)
• ARN pol II: ARNm
• ARN pol III: ARNt, ARNr 5S.
• Procesos: Iniciación, elongación,
terminación, procesamiento.

30. Promotores de la ARN polimerasa II

32. Transcripción de ARNr
CH3
CH3
CH3
ARN
45 S
Pol I

34. Transcripción de ARNt y ARNsn (eucar.)
RNA Pol III
TFIIIB
TFIIIC
TFIIIB
TFIIIC

36. Ensamblaje del complejo
de iniciación de ARN Pol
II: (TBP y TAFs)
A) Reconocimiento del TFIIA
promotor
B) Estabilización de
complejos
C) Reclutamiento de
Holoenzima ARN
Pol II + TFs

37. D) Unión de complejos
E) Inicio de la
transcripción

40. Amplificadores (enhancers)
• Aumentan la velocidad de la transcripción (regulan actividad
del promotor)
• Se localizan en corriente arriba/abajo o ser parte del gen que
controlan.
• Algunos TFs (enhancer-binding protein) pueden unirse a
regiones DNA distantes a miles de nucleótidos.

41. Cluster de genes globinas
• Enhancer β-Locus Control Region (LCR) contiene elementos que son reconocidos
por proteinas TFs (activadores)
• LCR regula
expresión de 5 genes:
ε en periodo embrionario,
γ en fetal,
β y δ en la adultez.

42. “Motivos” proteicos

43. Interacción entre “dedos de Zn2+” y el ADN
(63 aa)
N C
Dominio de unión
Dominio de Dominio de unión
al ligando
activación al DNA
Receptor glucocorticoide

44. Burbuja de Transcripción

45. Terminación dependiente de secuencia

47. Terminación de la
transcripción

48. Terminación
dependiente de Rho