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Capítulo 12
TRANSCRIPCIÓN
Esquemas
La síntesis del ARN se realiza utilizando como molde una de las cadenas de ADN,
denominada molde, negativa o no codificante. Se copia la secuencia de ADN ubicando
ribonucleótidos de forma complementaria a los desoxirribonucleótidos. La enzima que
cataliza la formación del ARN es la ARN polimerasa. Ésta se une a una secuencia
específica del ADN llamada promotor y sintetiza ARN en sentido 5´ 3´, dirección que
se denomina “río abajo”.
La síntesis de ARN avanza en sentido 5´ 3´ copiando la cadena molde de ADN 3´ a 5´.
Capítulo 12
- Transcripción en Procariontes
Estructura de la ARN polimerasa de procariontes:
La enzima ARN polimerasa de procariontes consta de cinco subunidades (dos alfa, dos
beta y una gama), que componen la enzima completa u holoenzima. La subunidad sigma
es la que inicia la transcripción. La enzima se une al ADN en regiones específicas
llamadas secuencias consenso: TATAAT y TTGACA.
Capítulo 12
La finalización de la transcripción depende de una proteína denominada Rho, que se une
el ARN y llega al extremo 3´ donde lo libera de la ARN polimerasa.
La proteína Rho interactúa con el ARN procarionte, causando su separación del ADN y
finalizando, así, la transcripción.
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- Transcripción en Eucariontes
Existen tres tipos de ARN polimerasa en eucariontes, todas compuestas por varias
subunidades.
-
ARN polimerasa I: transcribe ARNr
-
ARN polimerasa II: transcribe ARNm y ARN pequeños
-
ARN polimerasa III: transcribe ARNt y algunos ARN pequeños.
Éstas no se unen directamente al ADN sino que necesitan proteínas llamadas factores
basales de transcripción (TFI, TFII y TFIII). Las secuencias promotoras en el ADN se
llaman TATA box, CAAT y CG.
La transcripción es regulada por proteínas denominadas factores específicos. La
finalización se produce cuando la enzima llega a la secuencia del ADN AAUAAA, señal
de poliadenilación.
Características
ARN polimerasa
Secuencias promotor
Unión de la ARN pol
al ADN
Apertura ADN
Finalización
TRANSCRIPCIÓN
PROCARIONTES
Única. Formada por cinco
subunidades
TATAAT y TTGACA
Directa: no requiere factores
de transcripción
Realizada por la ARN pol
Proteína Rho
EUCARIONTES
Tres tipos: I, II y III. Formadas
por varias subunidades.
TATA box, CAAT y CG
Requiere Factores de
Transcripción (TFI, II y III)
Realizada por la Helicasa
Señal de poliadenilación
- Procesamiento del ARN
Los ARN recién sintetizados son modificados de distintas maneras hasta adquirir su forma
funcional. Los ARNr y ARNt (eucariontes y procariontes) y los ARNm eucariontes, pasan
por una serie de pasos de maduración.
Los ARNm procariontes no sufren procesamiento alguno y son utilizados directamente
para la síntesis proteica.
En particular, los ARNm eucariontes son sometidos a grandes modificaciones antes de
ser transportados desde el núcleo hacia el citoplasma para que allí sirvan como moldes
para la síntesis de proteínas.
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Los ARNt eucariontes y procariontes son sintetizados a partir de precursores de gran
tamaño: los pre-ARNt.
La maduración de los pre-ARNt consiste en:
Procesamiento del extremo 5´ por corte debido a la enzima ARNasa P. Esta es una
enzima particular dado que está compuesta por ARN: es una ribozima (una
enzima en la que el componente catalítico es ARN y no una proteína).
Corte del extremo 3´ por una ARNasa convencional y adición posterior
de la
secuencia CCA.
Modificación química de algunas de las bases en ciertas posiciones dentro de la
molécula de ARNt.
Estructura de una molécula de ARN de Transferencia (ARNt)
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La maduración de los pre-ARNr:
Tanto en eucariontes como en procariontes hay varios tipos de ARNr que se obtienen a
partir del corte de un precursor único de gran tamaño: el pre-ARNr. En los eucariontes
hay un único tipo de ARNr que no es procesado y que se transcribe a partir de un gen
distinto (el ARNr 5S).
Estructura de un Ribosoma
La maduración de los ARNm eucariontes consiste en:
Agregado en extremo 5´ de un casquete o cap (7 metil-guanosina) necesario para
la traducción.
Agregado en extremo 3´ de una cola poli-A (poliadenilación) que regula la
traducción y la estabilidad del ARNm.
Splicing
El splicing tiene lugar dentro del núcleo en grandes complejos denominados
espliceosomas, compuestos por proteínas y por un tipo especial de ARN, el ARN
nuclear de pequeño tamaño.
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Esquematización del proceso de maduración o splicing en eucariontes.
El ARNm maduro es un conjunto de exones, ya que los intrones se
remueven
El corte de los intrones se realiza en forma ordenada: primero se corta el extremo 5´y
luego el 3´. Luego, el intrón cortado es degradado.
Exón 1
Exón 2
Corte en extremo 5´
del intrón.
Exón 1
Exón 2
Corte en extremo 3´
del intrón y
empalme de exones
Exón 1
Exón 2
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- Splicing alternativo
Muchos pre-ARNm tienen múltiples intrones por lo que pueden producirse distintos ARNm
a partir de un mismo gen combinando los sitios de corte 5´y 3´. Esta posibilidad de
combinar los exones es un nueva forma de controlar la expresión génica ya que pueden
obtenerse distintos ARNm a partir de un mismo pre-ARNm.
Mediante el Splicing Alternativo, un mismo pre-ARNm puede originar varios
ARNm maduros diferentes, que se traducirán en proteínas distintas.