¿Qué diferencia hay entre un ARNm monocistrónico y uno policistrónico?

Un ARNm monocistrónico lleva información para una sola proteína, como ocurre en eucariotas. Un ARNm policistrónico lleva información para varias proteínas, como ocurre en procariotas.

¿Para qué sirven la caperuza y la cola poli-A del ARNm?

La caperuza en el extremo 5' es necesaria para que el ribosoma reconozca el ARNm. La cola poli-A en el extremo 3' permite su salida del núcleo y lo hace más estable en el citoplasma.

¿Qué codón indica el inicio de la traducción y cuáles indican el final?

El inicio de la síntesis de proteínas se produce en el codón AUG, que corresponde a la metionina. Los codones de terminación son UAG, UAA y UGA.

Transcripción y traducción del ARN: procesos en eucariotas y procariotas

Resumen

El texto explica los mecanismos de expresión génica: la transcripción del ADN a ARNm, con sus tres etapas (iniciación, alargamiento y terminación), y la traducción del ARNm a proteínas, con sus cuatro fases. Además, compara el procesamiento del ARNm y otras diferencias entre eucariotas y procariotas.

Puntos clave

La transcripción tiene tres etapas: iniciación, alargamiento y terminación; la ARN polimerasa sintetiza el ARNm en sentido 5'→3'.
En eucariotas, el ARNm recibe una caperuza (cap) en el extremo 5' y una cola poli-A en el extremo 3', y se eliminan los intrones y se unen los exones.
En eucariotas la transcripción ocurre en el núcleo y en procariotas en el citoplasma.
Los ARNm eucariotas son monocistrónicos y los procariotas son policistrónicos.
La traducción se produce en el ribosoma y tiene cuatro fases: activación de los ARNt, iniciación, elongación y terminación.
La traducción comienza en el codón AUG (metionina) y termina en los codones UAG, UAA o UGA.

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Transcripción del ADN

1ª etapa: Iniciación. La ARN polimerasa reconoce el promotor de la hebra molde y se une a él, junto con una serie de proteínas llamadas factores de transcripción, que permiten la transcripción. Cuando la ARN polimerasa está unida a la región promotora, separa las dos cadenas de ADN y empieza la síntesis del ARNm.

2ª etapa: Alargamiento

La ARN polimerasa recorre el ADN en sentido 3'→5' y va creando por complementariedad de bases el ARNm en sentido 5'→3'.

3ª etapa: Terminación

Se produce cuando la enzima llega a una señal de terminación. Al llegar, la ARN polimerasa libera el ARN recién transcrito, la enzima se suelta del ADN y el bucle de ADN abierto se cierra.

Procesamiento del ARNm en eucariotas

Además, en los eucariotas, durante y después de la transcripción, los ARNm deben sufrir algunos cambios para ser funcionales. Cuando el ARNm tiene unos 25 nucleótidos, se une en el extremo 5' una secuencia de nucleótidos llamada caperuza (cap), que es necesaria para su reconocimiento por el ribosoma. Una vez terminada la transcripción y que la molécula de ARNm se ha liberado, unos enzimas especiales le añaden al extremo 3' un fragmento de unos 200 nucleótidos de adenina llamado cola poli-A, que permite su salida del núcleo y lo hace más estable en el citoplasma. Por último, antes de que abandone el núcleo tiene lugar el proceso de maduración, producido por un complejo de proteínas y ARN, que eliminan los intrones y empalman los exones.

Diferencias entre eucariotas y procariotas

En procariotas la velocidad de transcripción es más alta. En eucariotas la transcripción ocurre en el núcleo y en procariotas en el citoplasma. En eucariotas es necesario añadir la caperuza y la cola poli-A y realizar un proceso final de maduración en el que se eliminen los intrones y se unan los exones; en procariotas no hay maduración ya que, según este texto, todo el ARN es codificador. Los ARNm de eucariotas son monocistrónicos, es decir, solo llevan información para una proteína. Los ARNm de procariotas son policistrónicos, llevan información para más de una proteína.

Traducción del ARNm

1ª fase: Activación de los ARNt

Consiste en unir de forma específica cada ARNt con su correspondiente aminoácido. Cada molécula de ARNt tiene dos sitios de unión: el anticodón, un triplete de nucleótidos que es complementario de un codón del ARNm con el que se acopla; y el extremo 3', al cual se le une el aminoácido que corresponda, según el anticodón y siguiendo el código genético.

2ª fase: Iniciación de la síntesis

La síntesis de proteínas comienza cuando la subunidad menor del ribosoma se une a una molécula de ARNm cerca de su extremo 5', exponiendo su primer codón, AUG. A continuación, el primer ARNt se acopla con el codón iniciador según la complementariedad codón-anticodón; por lo que el anticodón del ARNt será UAC, y dicho ARNt llevará en su extremo 3' el aminoácido metionina. El conjunto formado por la subunidad menor del ribosoma, el ARNm y el ARNt se llama complejo de iniciación. Se une a él la subunidad mayor del ribosoma, que tiene dos huecos: sitio P (peptidil) y sitio A (aminoacil), quedando el ARNt en el sitio P y el sitio A vacío.

3ª fase: Elongación o alargamiento

Se inicia cuando un segundo ARNt con su aminoácido específico entra en el codón colocado en el sitio A del ribosoma. Cuando A y P están ocupados, una enzima llamada peptidil transferasa crea un enlace peptídico entre los dos aminoácidos. El ARNt que está en P suelta el aminoácido y sale del ribosoma, con lo que el sitio P queda vacío. A continuación, al estar libre el sitio P y ocupado el sitio A, el ribosoma realiza una translocación, con lo que el ARNt que estaba en A pasa a P dejando libre el sitio A para que se pueda acoplar un tercer ARNt. Éste se une al codón correspondiente y vuelve a formarse otro enlace peptídico, formándose ya un tetrapéptido.

4ª fase: Terminación

Al final de la secuencia de tripletes del ARNm hay un codón que sirve como señal de finalización de la síntesis (tres codones: UAG, UAA, UGA). Como no existen ARNt con anticodones que se acoplen a ellos, entra un factor liberador en el sitio A del ribosoma, con lo que finaliza la traducción: la cadena polipeptídica se suelta del ARNt, las dos subunidades del ribosoma se separan y el ARNm queda libre en el citoplasma.