Transcripción en procariotas y eucariotas V22

luis alberto Samartin
19 Mar 202011:22

Summary

TLDRThis educational video script explores the process of transcription, detailing how DNA is copied into RNA. It contrasts transcription in prokaryotes, which occurs in the cytoplasm, with eukaryotes, where it happens in the nucleus. The script explains the roles of RNA polymerase enzymes, the initiation at promoter regions, and the addition of a protective cap and poly-A tail in eukaryotes. It also covers the differences in termination signals and the maturation process, including splicing out introns and the alternative splicing that allows for protein diversity. The script provides a comprehensive look at the journey from DNA to functional RNA molecules.

Takeaways

  • 🧬 The transcription process involves copying DNA into RNA, which occurs in the nucleus of eukaryotes and in the cytoplasm of prokaryotes.
  • 🌐 A key difference between eukaryotic and prokaryotic transcription is the location: nucleus vs. cytoplasm.
  • 🔬 Only one of the two DNA strands, known as the template strand, is copied during transcription.
  • 🧪 RNA polymerase enzymes are involved in transcription, with a single type in prokaryotes and three types in eukaryotes.
  • 📝 Transcription is divided into stages: initiation, elongation, and termination, with a possible maturation phase in eukaryotes.
  • 🔑 The promoter region in DNA is crucial for the start of transcription, recognized differently by RNA polymerase in prokaryotes and eukaryotes.
  • 📖 During initiation, RNA polymerase opens a transcription bubble and begins copying the DNA template into RNA.
  • 🧵 Elongation involves the RNA polymerase moving along the DNA template, synthesizing the RNA strand by adding ribonucleotides complementary to the DNA.
  • 🔚 Termination occurs when RNA polymerase reaches termination sequences, releasing the complete RNA transcript from the DNA.
  • 🧵 In eukaryotes, the newly transcribed RNA undergoes maturation, including the addition of a protective cap and a poly-A tail, and intron removal through splicing.

Q & A

  • What is transcription in the context of DNA to protein synthesis?

    -Transcription is the process by which information from DNA is copied into RNA, serving as a template for protein synthesis.

  • Where does transcription occur in eukaryotic cells?

    -In eukaryotic cells, transcription occurs in the nucleus.

  • What is the difference between transcription in prokaryotes and eukaryotes?

    -In prokaryotes, transcription occurs in the cytoplasm, whereas in eukaryotes, it takes place in the nucleus. Additionally, prokaryotes use a single RNA polymerase for all genes, while eukaryotes have three types of RNA polymerases.

  • What is the role of the template strand in transcription?

    -The template strand is the DNA strand that is copied into RNA during transcription.

  • What are the enzymes involved in transcription?

    -The enzymes involved in transcription are RNA polymerases.

  • What is the role of the promoter region in transcription?

    -The promoter region is a specific DNA sequence where RNA polymerase binds to initiate transcription.

  • How does the RNA polymerase recognize the start site for transcription?

    -In prokaryotes, RNA polymerase recognizes the promoter region directly, while in eukaryotes, it requires transcription factors to identify the start site.

  • What is the function of the 5' cap in eukaryotic mRNA?

    -The 5' cap in eukaryotic mRNA serves as a protective structure and is a signal for initiation during translation.

  • What is the significance of the poly-A tail in eukaryotic mRNA?

    -The poly-A tail is a sequence of adenine nucleotides that protects the mRNA molecule and aids in its stability and export from the nucleus.

  • What is the role of splicing in eukaryotic gene expression?

    -Splicing is the process where introns are removed and exons are joined together to form mature mRNA that can be used for protein synthesis.

  • How does alternative splicing contribute to protein diversity?

    -Alternative splicing allows for the reorganization of exons, which can change the order or lead to different combinations, resulting in the production of different proteins from the same gene.

Outlines

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🧬 Transcription Process in Prokaryotes and Eukaryotes

This paragraph discusses the transcription process, which is the method by which DNA is copied into RNA. It highlights the differences between prokaryotic and eukaryotic transcription. In prokaryotes, transcription occurs in the cytoplasm, while in eukaryotes, it occurs in the nucleus. The paragraph explains the role of the template strand in DNA and the enzymes involved, such as RNA polymerase. It also details the stages of transcription, including initiation, elongation, and termination, and the differences in promoter recognition and the involvement of transcription factors in eukaryotes. The paragraph concludes with a description of the transcription bubble and the direction of transcription.

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🌟 mRNA Processing and Splicing in Eukaryotes

This section delves into the post-transcriptional modifications that occur in eukaryotes but not in prokaryotes. It describes the addition of a protective cap and a poly-A tail to the mRNA molecule after transcription. The paragraph explains the role of the cap in translation initiation and the protective function of the poly-A tail. It also covers the maturation process unique to eukaryotes, where introns are removed, and exons are spliced together, forming mature mRNA that can leave the nucleus for protein synthesis in the cytoplasm. The concept of alternative splicing, which allows for the creation of different proteins from the same genetic material, is also introduced, providing an example of how it can lead to the production of antibodies against new viruses.

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🔬 Comparison of mRNA in Prokaryotes and Eukaryotes

The final paragraph provides a comparative overview of mRNA in prokaryotes and eukaryotes. It points out the absence of a 5' cap and a poly-A tail in prokaryotic mRNA, which are present in eukaryotic mRNA. The paragraph summarizes the post-transcriptional modifications, including capping, methylation, poly-A tail addition, intron removal, and mRNA export from the nucleus to the cytoplasm. It concludes by setting the stage for the next topic, which will be protein synthesis, hinting at the upcoming discussion of how mRNA is translated into proteins in the ribosomes.

Mindmap

Keywords

💡Transcription

Transcription is the process by which information from DNA is copied into RNA. In the video, transcription is a central theme as it explains how genetic information is transcribed from DNA to RNA in both prokaryotes and eukaryotes. The script describes the process as occurring in the nucleus of eukaryotes and in the cytoplasm of prokaryotes, highlighting a key difference in the transcription process between these two types of organisms.

💡Eukaryotes

Eukaryotes are organisms whose cells have a nucleus enclosed within membranes. The video script explains that in eukaryotes, transcription occurs in the nucleus and involves multiple RNA polymerases, which is a significant point of contrast with prokaryotes. The term is used to discuss the complexity of gene expression in higher organisms, including the involvement of introns and exons in the mature mRNA.

💡Prokaryotes

Prokaryotes are single-celled organisms without a nucleus or membrane-bound organelles. The script contrasts prokaryotic transcription with that of eukaryotes, noting that in prokaryotes, transcription takes place in the cytoplasm and typically involves a single RNA polymerase enzyme for all genes, which simplifies the process compared to eukaryotic transcription.

💡Template Strand

The template strand is the DNA strand that is used as a guide for the synthesis of RNA during transcription. The video script specifies that only one of the two DNA strands is copied, which is referred to as the template strand. This concept is crucial for understanding how the genetic code is selectively transcribed into RNA.

💡RNA Polymerase

RNA polymerase is the enzyme responsible for catalyzing the transcription of DNA into RNA. The script mentions that in prokaryotes, there is typically one RNA polymerase that transcribes all genes, while eukaryotes have three types of RNA polymerases, each with specific roles. This distinction is important for understanding the regulation of gene expression in different organisms.

💡Promoter Region

The promoter region is a DNA sequence that signals the start of transcription. The video script describes how RNA polymerase recognizes the promoter region to initiate transcription, and it is a key regulatory element in gene expression. The promoter's role in selecting which DNA strand to transcribe is also highlighted.

💡Transcription Bubble

The transcription bubble refers to the region of DNA that is locally unwound during transcription to allow the RNA polymerase to access the template strand. The script mentions the formation of a transcription bubble as RNA polymerase begins to synthesize RNA, illustrating the physical process of transcription initiation.

💡5' to 3' Direction

The 5' to 3' direction refers to the direction in which RNA is synthesized during transcription, which is opposite to the direction of DNA replication. The video script explains that RNA polymerase adds ribonucleotides to the growing RNA chain in the 5' to 3' direction, which is a fundamental aspect of the molecular biology of transcription.

💡Capping

Capping is the process of adding a 7-methylguanosine cap to the 5' end of eukaryotic mRNA. The script discusses how this cap serves as a protective structure and a signal for initiation during translation. This process is specific to eukaryotes and is not mentioned for prokaryotes, emphasizing another difference in gene expression mechanisms.

💡Polyadenylation

Polyadenylation is the process of adding a long chain of adenine nucleotides to the 3' end of eukaryotic mRNA. The video script explains that this 'poly(A) tail' protects the mRNA and aids in its export from the nucleus. This is another key difference in mRNA processing between prokaryotes and eukaryotes, as prokaryotic mRNA does not undergo polyadenylation.

💡Splicing

Splicing is the process of removing introns and joining exons to form a mature mRNA molecule in eukaryotes. The script describes how introns, which are non-coding regions, are removed, and exons, which are coding regions, are joined together. This process is crucial for generating mature mRNA that can be translated into proteins and is a significant aspect of gene expression regulation in eukaryotes.

Highlights

Transcription is the process by which RNA is copied from DNA.

In eukaryotes, transcription occurs in the nucleus, while in prokaryotes it occurs in the cytoplasm.

Only one of the two DNA strands, the template strand, is copied during transcription.

RNA polymerase enzymes are involved in the transcription process.

In prokaryotes, a single RNA polymerase copies all genes, whereas eukaryotes have three types of RNA polymerases.

Transcription is divided into three phases: initiation, elongation, and termination.

Initiation involves the RNA polymerase locating a promoter region to begin transcription.

Eukaryotic RNA polymerase requires transcription factors to identify the start site of transcription.

During elongation, RNA polymerase copies the DNA template strand into RNA, incorporating ribonucleotides.

In eukaryotes, a 5' cap is added to the transcribed RNA after transcription.

Termination occurs when RNA polymerase reaches termination sequences, releasing the complete RNA transcript from the DNA.

Eukaryotic transcription is followed by a maturation phase, which does not occur in prokaryotes.

Eukaryotic genes are fragmented with exons (coding regions) and introns (non-coding regions).

Splicing is the process of removing introns and joining exons to form mature mRNA.

Alternative splicing allows for the creation of different mRNA transcripts from the same DNA, leading to diverse proteins.

The mature mRNA exits the nucleus to be translated into proteins in the cytoplasm.

Post-transcriptional modifications include capping, methylation, polyadenylation, and splicing.

Prokaryotic mRNA does not have a cap, poly-A tail, or introns, and can be translated directly without maturation.

The process of transcription and translation is essential for protein synthesis in all living organisms.

Transcripts

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hola siguiendo con el esquema que nos

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presenta el flujo de la información

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desde el adn hasta proteínas hoy vamos a

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hablar de la transcripción la

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transcripción es ese proceso por el cual

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a partir de adn se copian arnés

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este proceso ocurre en eucariotas en el

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núcleo pero en procariotas lógicamente

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ocurre en disperso por el citoplasma

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bacteriano por lo tanto eso será ya la

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primera diferencia entre la

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transcripción de eucariotas y

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procariotas va a haber muchas más

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bueno pues antes de empezar deciros que

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de las dos armas que contiene el adn

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solamente una es la que lleva va a ser

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copiada y la otra es lo que se llama a

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de hebra informativa o codificante y

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esta hebra que va a ser copiada es la

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que vamos a llamarle hebra molde

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con respecto a los enzimas que van a

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participar son las errónea polimerasas y

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deciros también que en procariotas

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solamente es una hernia polimerasa que

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copia todos los genes mientras que en

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eucariotas tenemos tres tipos de rn a

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polimerasas y al igual que la

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replicación vamos a dividir las fases de

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la transcripción en iniciación

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elongación y terminación

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tras la terminación puede venir una fase

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de maduración bien pues para iniciar la

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transcripción lo primero que tiene que

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ocurrir es que la arn polimerasa

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localice una zona donde debe comenzar

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esa región es lo que se llama región

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promotora y además en esta zona es donde

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incluso la hernia primera se va a elegir

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cuál de las dos hebras es la que se va a

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copiar

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esta zona promotora se caracteriza

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porque tiene una secuencia de bases que

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repiten y que es la zona que va a

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reconocer la polimerasa como el lugar de

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inicio de la transcripción en

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procariotas la erne polimerasa reconoce

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en la zona productora mientras que en

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las eucariotas se necesita que la red

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polimerasa haya también unos factores de

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transcripción que digamos le van a

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indicar la zona de inicio de esa

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transcripción o sea que esa es otra

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diferencia entre la transición en

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procariotas y eucariotas el

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reconocimiento del promotor

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arn polimerasa lo que va a hacer es que

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se abra una burbuja de transcripción

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rojo de transcripción y por ahí comienza

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se inicia la transcripción y como

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recordaréis que las arene polimerasas no

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necesitan ningún tipo de cebador

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comienza la transcripción en dirección 5

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prima 3 prima aquí podemos ver en

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detalle cómo la línea polimerasa va

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transcribiendo va copiando formando una

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hebra de rn gracias a la hebra molde

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pero lo que va incorporando son ribó

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nucleótidos es decir no contendrá timina

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la hebra que se están sintetizando y por

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el contrario el nucleótido que aparecerá

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sustituyendo a la timina como

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complementaria de la adenina será el

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bacilo esta hebra que estamos viendo

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aquí es lo que se llamaría transcrito de

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arn

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en esta fase de la educación la rm

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polimerasa de la cadena de adn en

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dirección 3 prima 5 prima y ella bar

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agricorp orando los nucleótidos en

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dirección 5 prima 3 prima la unión de

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los nucleótidos se produce formándose un

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enlace esther con lo cual se libera un

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fósforo inorgánico por cada nucleótido

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que se incorpora a la nueva hebra en

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esta imagen podemos ver lo que os acabo

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de decir de las direcciones de copia 5

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prima tres primas y de lectura tres

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prima cinco prima y vemos cómo se va

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formando el arn y copia de la hebra

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molde

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durante la fase de long acción hay

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también una diferencia importante entre

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procariotas y eucariotas porque en

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eucariotas se le añade

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despuésde transcritos unos 30

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nucleótidos una caperuza y que va a ser

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una caperuza protectora es la meta y

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guanosina que va a funcionar como una

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señal de inicio durante la traducción

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la fase de finalización se produce

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cuando se llega a unas secuencias de

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terminación que la arn polimerasa

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reconoce y en ese momento el área de

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transcrito completo queda liberado de lo

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que es la hebra del adn y se cierra la

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burbuja de transcripción las señales de

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terminación en horario estás son palin

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dromi cas están sobretodo formadas por

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vanina sic y toxinas y algunas tímidas

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esto lo que va a hacer es que se forma

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un bucle que va a favorecer la

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separación del aire ni transcrito de las

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doble hebras del adn

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en huécar yo estás en cambio la señal de

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corte viene marcada por una secuencia

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que es una aaa y aaa a que está un poco

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antes justo del punto de finalización

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ese punto se llama señal de poli adén y

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la acción y tras esta separación del

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transcrito en eucariotas lo que ocurre

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es que se le añade una cola o paul ya

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formada por entre 100 y 200 nucleótidos

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de adenina esta es una cola formada por

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una polea polimerasa que es la que va a

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hacer de protectora de esta hebra

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transcrita tras la terminación de la

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transcripción viene un periodo de

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maduración en eucariotas este proceso no

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tiene lugar en procariotas aunque si

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realmente cuando se sintetiza la arena

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el ribosoma ccoo y ela erne transferente

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se transcribe más

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de lo que sería necesario y luego esta

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larga cadena de rd transcrito se

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fragmenta para dar origen a los

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distintos rehenes de transferencia de

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los rehenes vivos o micos pero este

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proceso de maduración tal y como lo

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estamos expresando no ocurriría en

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procariotas de este modo el transcrito

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primario en procariotas puede ya a

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sintetizar directamente proteínas sin

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ningún tipo de proceso de maduración y

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en cambio en eucariotas sí que necesita

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una duración vamos a recordar un momento

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como era el adn de eucariotas para

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entender un poco cómo ocurre el proceso

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de maduración recordemos los núcleos

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aulas los adn se espaciadores y

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realmente en este material de doble

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hebra de adn

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aparecen unas zonas exones entrones que

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así se llaman que unas son regiones

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codificantes y otras son regiones no

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codificantes es decir que unas llaman

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información para que se sintetiza

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proteínas y otros no

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los genes por lo tanto de eucariotas son

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genes fragmentados exones intrones

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exones los intrones van a ser eliminados

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y a este proceso de corte y empalme se

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le denomina splicing vamos a ver cómo

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ocurre aquí tenemos el adn con sus

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regiones codificantes y sus regiones no

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codificantes aquí está el a

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n con su caperuza lasiete metil bueno

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sin a que os hable antes esa zona

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protectora y luego una serie de zonas

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que le vamos a llamar exones entrones y

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por último la polilla como también os

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había explicado antes pues bien tras esa

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maduración hay un proceso de corte y

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empalme que se dé por el cual se

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eliminan los intrones y se unen los

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exones esto va a hacer que se acorte la

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información sigue quedando la caperuza

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sigue quedando la polio y el rn maduro

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ya puede salir del núcleo para realizar

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las siguientes de proteínas en el

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citoplasma aquí tenemos con más detalle

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cómo se produce esa explosión de ese

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corte y empalme están los exones los

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intrones que son los que se van a

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eliminar y gracias a una enzima que se

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llama ribó nucleoproteína pequeña núcleo

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largo

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esta es la enzima que va a catalizar la

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red

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de la reacción de corte hasta que se

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queda lo que se decía un transcrito

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unido y maduro que sería ya la molécula

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modificada aparte de éste explain si

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existe un esplai zinc alternativo por el

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cual estos exones se van a poder alterar

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su orden y se van a poder incluso cortar

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por distintas zonas de tal manera que al

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final a partir del mismo material se van

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a poder formar cadenas de mensajeros

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diferentes que van a dar origen a

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diferentes proteínas voy a poner un

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ejemplo para que lo entendáis

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imaginarios una enfermedad nueva como

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por ejemplo el coronavirus este que nos

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estuvo atacando bueno pues lo que ocurre

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es que nosotros no tenemos ningún

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anticuerpo contra ese virus nuevo o el

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vih en su día como somos capaces de

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crear un nuevo anticuerpo si no lo

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tenemos heredado genéticamente bueno

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pues lo gracias a este ex place in

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alternativo los exones se pueden

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reorganizar se pueden cambiar el orden

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se pueden inflar

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otra manera antes de la proteína que va

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a tener lugar no tiene nada que ver con

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la secuencia original de esta manera

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conseguimos una gran variabilidad a la

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hora de sintetizar proteínas y como

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ejemplo nos diría que imaginaos que

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tenéis las piezas de un puzzle y que si

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las colocas en un orden podéis hacer la

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torre de pizza y si las colocas en otra

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orden pero con las mismas piezas podéis

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tener la imagen de la torre eiffel es

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partiríamos del mismo material pero

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conseguiríamos distintas imágenes aquí

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partiendo del mismo material del mismo

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adn podemos conseguir distintos

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transcritos de rn que debido al spray

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zinc alternativo darán origen a

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distintas proteínas cuando se sintetice

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y se lea esta cadena en el ribosoma en

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la síntesis de proteínas en esta imagen

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podemos ver el la comparativa entre una

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red procariotas y una reina de

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eucariotas si os fijáis en el rn de

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procariotas no aparece la caperuza las 7

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medir guanosina y no va a ver la polilla

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que aparecen eucariotas esa cadena de

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100 ó 200 avenidas que explique antes no

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aparece tampoco

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procariotas bueno pues un poco al modo

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de resumen tenemos aquí las

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modificaciones post transcripcionales es

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decir tras el proceso de actuación de

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las polimerasas lo que va a ocurrir es

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primero la formación del casquete y la

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metí líbano china y la polea luego la

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eliminación de los intrones y luego el

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traslado del errónea mensajero llama

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duro desde el núcleo hasta el citó sol

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aquí lo tenéis este sería un área con

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intrones y exones el proceso de corte y

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empalme la polis adeliz acción la

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incorporación de las 7000 guanosina como

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un caperuza o casquete y por último

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sería la traducción en las sientes de

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proteínas que será objeto de lo que

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vamos a explicar para la próxima clase

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