Mecanismos Moleculares de la Transcripción de ADN a ARN: Procariotas y Eucariotas

El Proceso Fundamental de la Transcripción Genética

La transcripción es el proceso mediante el cual se copia la información contenida en una molécula de ADN a una molécula de ARN. Solo se copia un segmento de ADN, por lo que el ARN resultante es más corto que la molécula de ADN original.

Inicio de la Transcripción

La transcripción comienza con la unión de la ARN polimerasa al promotor.

Características en Procariotas

• Esta unión requiere la presencia del factor sigma, que se une a la ARN polimerasa y se libera después de iniciar la transcripción.
• Existen secuencias específicas de iniciación, como la secuencia TATA.
• La cadena de ADN molde se copia en sentido 3’ → 5’, y la cadena transcrita crece en sentido 5’ → 3’.
• La transcripción es asimétrica, ya que solo se transcribe una de las cadenas del ADN.
• La ARN polimerasa procariota es menor que la ADN polimerasa, no posee actividad de corrección de pruebas y no necesita un iniciador (cebador).

Fase de Elongación

Durante la elongación, la ARN polimerasa se mueve a lo largo de la molécula de ADN, utilizando una cadena como molde, a razón de unos 40 nucleótidos por segundo. La región del ADN que se va transcribiendo se va desenrollando temporalmente.

Terminación de la Transcripción

La terminación ocurre cuando aparecen señales específicas para finalizar la lectura. La ARN polimerasa se suelta de la cadena y termina la transcripción al encontrar la secuencia de terminación, denominada terminador.

Consecuencias Post-Transcripcionales en Procariotas

En procariotas, tras la terminación, el ARN puede ser directamente traducido; no requiere maduración. Los ARNm suelen contener información de varios genes, por lo que se denominan policistrónicos.

Diferencias Clave en la Transcripción de Eucariotas

En los eucariotas, la reacción de polimerización es similar a la de los procariotas; sin embargo, la presencia del núcleo, el mayor tamaño y la complejidad del genoma imponen características especiales al proceso.

Características del ARN Mensajero Eucariota

• Los ARNm eucariotas son monocistrónicos.
• Existen tres ARN polimerasas diferentes.
• Antes de pasar al citoplasma, el ARN transcrito debe sufrir un proceso exhaustivo de maduración.

Etapas de la Maduración del ARNm Eucariota

Este proceso consta de varias etapas esenciales:

1. Modificación del Extremo 5’

Se añade una capucha (cap) formada por un residuo de guanina modificado.

2. Adición de la Cola Poli A

Se añade una cola de poli A, compuesta por unos 200 ribonucleótidos de adenina, al extremo 3’ para protegerlo de la degradación enzimática.

3. Eliminación de Intrones (Splicing)

Los genes eucariotas están frecuentemente fragmentados. Las secuencias codificantes se denominan exones y están flanqueadas por regiones no codificantes más largas llamadas intrones, las cuales también se transcriben inicialmente. Antes de que el ARN sea traducido por los ribosomas, los intrones deben ser eliminados en un proceso preciso de empalme (splicing) mediado por ribonucleoproteínas pequeñas nucleares (RNPpn).

4. Transporte Nuclear

Finalmente, se realiza el transporte del ARNm maduro a través de los poros nucleares hacia el citoplasma.

Compartimentalización de la Expresión Génica

La ubicación de la transcripción y la traducción difiere significativamente entre ambos tipos celulares:

• Procariotas: Como el ARN puede ser traducido inmediatamente, la transcripción y la traducción pueden ocurrir simultáneamente en el citoplasma.
• Eucariotas: Ambos procesos están compartimentados: la transcripción tiene lugar en el núcleo y la traducción ocurre en el citoplasma, solo después de la maduración completa del ARNm.