ORF y CDS en eucariotas: estructura del gen, regulación y tipos de ARN

¿Cuál es la diferencia entre ORF y CDS en eucariotas?

ORF: Marco de lectura abierto (posee intrones y UTRs, región que va a ser codificada).
CDS: Coding sequence (región ya codificada y traducida a proteína, sin los UTRs).

Estructura del gen

Promotor - 5´UTR (start) - ORF (gen codificante) (end) - 3´UTR - Terminador.

Regiones no traducidas (UTR)

La 5´UTR es una región transcrita, pero no traducida (untranslated region). Las UTR son importantes en la regulación génica:

• Postranscripcionalmente actúan como RNA stem-loops.
• Participan en la estabilidad del ARNm.
• Presentan interacciones con la maquinaria ribosomal.

Procesos genéticos en procariotas

Transcripción

Cajas upstream (unión de la RNA polimerasa en el promotor):

• -35: TTGACA
• -10: TAATA (caja Pribnow)

Traducción

RBS (ribosomal binding site): secuencia Shine-Dalgarno AGGAGG.

No hay intrones entre genes, sino espaciadores (secuencias no conservadas con terminadores). El ARNm es policistrónico (múltiples transcritos liderados por un solo promotor).

Organización génica en eucariotas

Transcripción

Unión de la RNA polimerasa en el promotor. Promotor central: initiator region (Inr).

Cajas en upstream:

• -75: CCAAT-box
• -25: TATA-box
• -170: GC-box (facilita la unión de factores de transcripción y de la RNA polimerasa)

TSS: transcription start site.

Traducción

• 5´ Kozak sequence: GCCACCATG (inicio de la traducción). Ubicación: upstream del extremo 5´.
• 3´ polyadenylation site: AATAAA CA (señal de poliadenilación). Ubicación: downstream del extremo 3´.

ARN

Presenta azúcar ribosa, uracilo que reemplaza a la timina, y es de cadena simple. Excepciones: Rotavirus bovino y porcino (gastroenteritis) y el siARN (interferente, silenciamiento génico), que es de ARN de doble cadena (ARNds). El rARN y tARN: una cadena de ADN es complementaria/parental a estos ARN ribosomales (ej.: rDNA 16S).

RNPs que interactúan en toda la célula

• snRNP: regulación transcripcional (ARNm).
• SRP (partícula de reconocimiento de la señal): ribozima cubierta de proteína.
• Ribosomas y telomerasas.

Tipos de ARN

• snRNA: small nuclear RNA (procesamiento del ARNm).
• scRNA: small cytoplasmic RNA (Signal Recognition Particle y expresión génica).
• Componente del ARN telomerasa (ncRNA): molde para la replicación del ADN en los extremos de los cromosomas.
• ARN antisentido (siRNA): regulación génica.
• Small nucleolar RNAs (snoRNAs): guían modificaciones químicas en otros ARN.
• Guide RNAs (gRNA): interactúan con la nucleasa Cas9 para dirigir la edición genómica.

Formas del ARN

• Horquilla: apareamiento de 5-10 nt (RNAi).
• Bucles: apareamiento de más de 10 nt, hasta cientos.
• Ribozimas.

Plegamiento de proteínas

Ensamblaje de aminoácidos (estructura 1) → plegamiento (estructura 2) → empaquetado de conformaciones (estructura 3) → interacciones hidrofóbicas y de van der Waals (puentes de hidrógeno) → ensamblaje de subunidades polipeptídicas (estructura 4): de un polipéptido a múltiples polipéptidos.

Tipos de interacciones: proteína-proteína, ADN-proteína, ARN-proteína, y asociación covalente con grupos prostéticos (componentes no aminoacídicos, como los grupos hemo).