UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SAN LUIS POTOSI UNIDAD ZONA HUASTECA
BIOLOGA MOLECULAR
Estructuras de los RNAs y Ribosomas
BQ. CAROLINA EUGENIA GIL SOLIS
Estructura de los RNAs
Estructura primaria y secundariaPrimaria: definida por la secuencia de ribonucletidos Secundaria: es caracterstica la ausencia de una estructura repetitiva y bien definidaSolo existe en tRNAs y rRNAs
Puede existir cierta abundancia de nucletidos distintos a los 4 principales, aunque en menor proporcin
Apareamiento intracatenarioEstructura secundaria solo aparente cuando hay plegamiento de pequeas regiones de la hebra sobre si misma Tiene que existir complementariedad Regiones antiparalelas
Estructura tridimensional de los RNAsGran diversidad Puentes de hidrgeno e interacciones hidrofbicas Variaciones locales
Tipos de RNAs, propiedades y estructura particularesTres tipos principales (P y E)mRNA mensajero tRNA transferencia rRNA ribosmicoTodos tienen alguna funcin en la Todos tienen alguna funcin en la maduracin postranscripcional y maduracin postranscripcional y traduccin
Otros mas en eucariotashnRNA nuclear heterogneo snRNA nuclear pequeo scRNA citoplsmico pequeo mtRNA mitocondrial
Clase mRNA tRNA rRNA
Ubicacin celular
Cantidad S
Tamao No nt600-3000 75 a 95
Caractersticas particularesEstructura sencilla lineal Hay 50-60 diferentes, especficos para cada aa
Citoplasma P y E Citoplasma P y E Citoplasma P y E
5% 20% 75% 16S
1500 2900 120 1900 4700 160 120 200-30000 100-300
F. pte subunid peq. del ribos. Forman parte de la subunidad grande del ribosoma F.pte subunid. peq ribos. Forman parte de la subunidad grande del ribosoma Transcrito primario, precursor del mRNA Forma parte de ribonucleoprotenas nucleares pequeas
3 tipos, en ribosomas de procariotas
23S 5S 18S 28S 5.8S 5S
4 tipos, en ribosomas de eucariotas
hnRNA snRNA scRNA mtRNA
Ncleo E Ncleo E Citoplasma E Mitocondrias E
minoritario minoritario minoritario minoritario
RNA mensajero (mRNA)Es copia de la informacin contenida en la secuencia de DNA Viaja desde el ncleo al ribosoma para actuar como molde o plantilla en la sntesis proteica A, G, C, U Vida media corta Su tamao est en relacin a la protena que codifica Estructura lineal, composicin de bases refleja la secuencia de bases de parte del DNA
RNA de transferencia (tRNA)Su misin es transportar y unir aminocidos hasta el mARN para sintetizar protenas Se llama aminoacil-tRNA: cuando lleva un aa unido en su extremo 3 El lugar exacto para colocarse en el mARN lo hace gracias a tres bases, a cuyo conjunto se llaman anticodn (las complementarias en el mARN se llaman codn). codnEn presencia del ribosoma, transfiere el aa que lleva cargado al pptido creciente, se establece un enlace peptdico en cada caso Los aa se ordenan en la protena de acuerdo con la secuencia leda por el tRNA sobre el mRNA
Sitio de unin del aminocido
tRNA
Sntesis de protenas
60 tRNAs diferentes 20 aminocidos
(Aminoacil-tRNA)
En el tRNAEs caracterstica la presencia de nuclesidos infrecuentes, ej:Ribotimidina (T) Pseudouridina () Dihidrouridina (D) 1-metil guanosina (Gm) 5-metil citidina (Cm)
Apareamiento de bases intracatenarioU=G G=GC G=C A=U-A U=A=A
tRNA de levadura
Apareamientos de bases intracatenarios
Enlaces Hoogsteen
Extremos 5 y 3 5 es usualmente pG 3 es CCA-OH el 3OH terminal se une al grupo -COOH del aa
Estructura secundaria en trbol
Brazo T, TC Infrecuentes Muy conservados
Brazo D, DHU Siempre contiene la base infrecuente dihidrouracilo Participa en la unin del aminoacil-tRNA al ribosoma
Brazo variable, brazo menor Clase I y II
En el centro de la molcula se encuentra el anticodn: secuencia de 3 bases Se aparea especficamente con mRNA
Estructura terciaria en L
Estructura terciaria en LDifraccin de rayos X de cristales de RNA Retorcimiento de la estructura secundaria de trbol Se establecen puentes de H entre distintos brazos
Todos son distintos, pero similares tambinAdoptan una estructura terciaria comn Se unen a ribosomas Son reconocidos por los factores de traduccin
Tienen distinta secuencia Interaccionan con un codn de mRNA y un aa especficos
RNA ribosmicoEs el soporte estructural y componente principal de los ribosomas Aproximadamente el 75% del RNA total Nuclesidos infrecuentes (, T y bases m) En eucariotas: Subunidades 28S, 18S y 5.8S (obtenidos de la maduracin de un pre rRNA inmaduro) mas la subunidad 5S (de un pre RNA diferente) En procariotas: un nico pre RNA da lugar por procesamiento transcripcional a rRNAs maduros 16S, 28S y 5S
RNA ribosmico
Hebra sencilla con regiones helicoidales cortas, apareamiento intracatenario de bases Repliegues sobre si misma Armazn o molde sobre el que se ensamblan varias protenas para formar el ribosomarRNA de E.coli
RNA ribosmico
rRNA de E. coli
Observar similitud fsica
rRNA 5S de oocito de rana
Los ribosomasLugar fsico donde se lleva a cabo la sntesis de protenas Se desplazan sobre el mRNA ordenando la interacciones de sus codones con los correspondientes anticodones del tRNA Formados por protenas (35%) y rRNA (65%) Polirribosomas o polisomas: varios ribosomas agrupados sobre un mRNA Procariotas: 70S (subunidades 30S y 50S) Eucariotas: 80S (subunidades 40S y 60S)
EstructuraLas dos subunidades se asocian por interacciones no covalentes, como si la unidad pequea llenase el hueco grande, dejando una hendidura o tnel entre ambas por la que pasa el mRNA a medida que el ribosoma se desplaza durante el proceso de traduccin y de la que emerge la cadena polipeptdica.
Ribozimas, funcin catalticaBiocatalizadores no proteicos Se piensa que las ribozimas fueron los primeros catalizadores que aparecieron en la evolucin Intervienen en diferentes tipos de reacciones:Accin cataltica en la maduracin de RNA Accin autocataltica en la eliminacin de intrones Accin cataltica y autocataltica en viroides Accin cataltica transpeptidasa en la sntesis de protenas
Accin cataltica en la maduracin de RNASustrato: Enzima: RNasaP Producto:Pre-tRNAs parcialmente procesados (extremos 5 definitivo y 3inmaduro
tRNAsRNA precursor mixto de rRNAs y tRNAs
Posteriores reacciones de maduracin
Precursor de rRNAs
Posteriores reacciones de maduracin
rRNAs
Accin autocataltica en la eliminacin de intrones(Eucariota unicelular)
RNA maduro mas intrones
El sustrato es su propia molcula
Accin cataltica y autocataltica en viroides
Secuencias de reconocimiento Centro cataltico
inhibicin dirigida correccin dirigida de mutaciones
Accin cataltica transpeptidasa en la sntesis de protenasPeptidil-tRNAtRNA-O-CO-aan-NH-CO-aan-1-NH-. tRNA-OH
+tRNA-O-CO-aan+1-NH2
Actividad peptidil transferasa
+
Aminoacil-tRNA
tRNA-O-CO- aan+1-NH-CO-aan-NH-CO-aan-1-NH-
A nivel fisiolgico la RNasaP y la peptidiltransferasa ribosmica son posiblemente los que mejor reflejan el parecido de las ribozimas con las enzimas proteicas