Etapas y mecanismo general
La transcripción transcurre dentro de una región de ADN localmente desenrollada. La enzima ARN polimerasa desenrolla la hélice por sí misma delante de ella y la vuelve a enrollar detrás. La lectura de la información siempre ocurre a partir de la parte estructural del gen, sirviendo la cadena codogénica como molde.
Todo el proceso se divide en tres etapas básicas:
- Iniciación: ensamblaje del complejo enzimático y los factores proteicos en las regiones reguladoras del ADN. Es aquí donde se ejerce el control principal de la síntesis, el cual determina la especificidad tisular y los procesos de diferenciación.
- Elongación: la elongación directa de la cadena polinucleótida de la molécula de ARN en formación.
- Terminación: la llegada de la enzima a la región de terminación, la detención de la síntesis y la separación del complejo de la matriz de ADN.
Características de la transcripción en bacterias (procariotas)
Las bacterias se arreglan con una sola variedad de ARN polimerasa (compuesta por cinco subunidades), la cual sintetiza todos los tipos de ARN: mensajeros (ARNm), de transferencia (ARNt) y ribosomales (ARNr).
El factor sigma desempeña un papel clave en el inicio de la síntesis. Este ayuda a la enzima a reconocer el promotor, que es la región de inicio del gen. El promotor procariota tiene dos secuencias conservadas:
- En la posición -35 pb (pares de nucleótidos desde el inicio): el sitio de unión del factor sigma (secuencia TTGACA).
- En la posición -10 pb: el caja de Pribnow (TATAAT). La ARN polimerasa se une a este, y aquí comienza el desenrollamiento de las hebras. La zona es rica en pares A=T, unidos por solo dos enlaces de hidrógeno, lo que facilita enormemente la separación del ADN.
Tan pronto como comienza la síntesis, el factor sigma se desprende. La principal característica de los procariotas es que los procesos no están separados. La traducción (síntesis de proteínas) comienza en el extremo 5' del nuevo ARN incluso antes de que la transcripción se complete por completo.
Transcripción en eucariotas
En los eucariotas, la transcripción ocurre exclusivamente en el núcleo celular. La unidad de lectura es el transcriptón, que consta de una región reguladora (no se transcribe) y una región codificante.
Para el funcionamiento se requieren proteínas especiales: factores de transcripción, y el aparato enzimático está representado por tres polimerasas nucleares grandes (constan de 8 a 12 subunidades y tienen mayor masa en comparación con las bacterianas):
- ARN polimerasa I: sintetiza los ARN ribosomales (ARNr).
- ARN polimerasa II: produce los ARN mensajeros (ARNm) y los pequeños ARN nucleares (snARN).
- ARN polimerasa III: es responsable de los ARN de transferencia (ARNt), el ARN 5S y algunos tipos de snARN.
(También existen polimerasas independientes en las mitocondrias y los cloroplastos).
Los promotores eucariotas incluyen la caja TATA (caja de Hogness, posición -25), que cumple una función auxiliar, y la caja CAAT (región -75), críticamente importante para la iniciación.
Adicionalmente, la actividad de la ARN polimerasa II está controlada por elementos de control distal: potenciadores (enhancers) (los potencian) y silenciadores (silencers) (los suprimen). Sirven como sitios de anclaje para proteínas reguladoras y son capaces de influir en el gen a una distancia enorme. A diferencia de las bacterias, el transcrito primario eucariota es inestable y se somete obligatoriamente a modificación (procesamiento) antes de salir al citoplasma.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué etapas incluye el procesamiento del transcrito primario en eucariotas?
El procesamiento del transcrito primario (pre-ARNm) en eucariotas incluye tres etapas principales:
- Adición de la caperuza (capping): unión de 7-metilguanosina al extremo 5' del transcrito; proporciona protección y participación en la iniciación de la traducción.
- Poliadenilación: adición de una cola de poli-A al extremo 3'; confiere estabilidad a la molécula.
- Empalme (splicing): escisión de intrones y empalme de exones; participan los espliceosomas.
Para recordar qué ARN sintetizan las tres polimerasas eucariotas (I, II, III), utilice la regla nemotécnica: I — Ribosomales (ARNr), II — Mensajeros (ARNm), III — De transferencia (ARNt).
Preguntas de clases y exámenes
¿En qué se diferencia la transcripción en procariotas y eucariotas?
En los procariotas funciona una sola ARN polimerasa, y la transcripción y la síntesis de proteínas ocurren simultáneamente. En los eucariotas hay tres tipos de polimerasas nucleares, y los procesos están separados: la transcripción ocurre en el núcleo y la traducción en el citoplasma.
¿Qué papel desempeña el factor sigma?
Es una parte de la ARN polimerasa procariota necesaria para el reconocimiento del promotor (en la región de -35 pb). Después del inicio de la síntesis de la molécula de ARN, se separa del complejo enzimático.
¿Para qué sirven los potenciadores y los silenciadores?
Son elementos de control distal en eucariotas. Al unirse a proteínas reguladoras, los potenciadores aumentan la transcripción y los silenciadores la suprimen, incluso estando a miles de pares de bases de distancia del promotor.
¿Por qué el ADN se desenrolla precisamente en la zona de la caja de Pribnow?
Esta región (-10 pb) es rica en pares adenina-timina (A=T). Entre ellos solo hay dos enlaces de hidrógeno (a diferencia de tres en los pares G≡C), por lo que las cadenas aquí son mucho más fáciles de separar.
Qué más repasar sobre el tema
- Estructura detallada del transcriptón eucariota
- Procesamiento del transcrito primario y maduración del ARNm
- Funciones y clasificación de los factores de transcripción
- Mecanismos de regulación génica específica de tejidos
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