Transcripción genética y maduración del ARN mensajero: fases y splicing

Introducción a la Transcripción

La síntesis de proteínas se realiza en los ribosomas. Dado que el ADN está en el núcleo y no sale de él, es necesario algún intermediario entre el ADN y los ribosomas: este intermediario es el ARNm (ARN mensajero).

La transcripción es el proceso por el cual se pasa de una secuencia de bases nitrogenadas de un gen (ADN) a una secuencia de bases nitrogenadas complementarias pertenecientes al ARNm. Con la información que se obtiene del ARNm se puede sintetizar una cadena polipeptídica durante el proceso de la traducción.

Requisitos para la Transcripción

La transcripción se lleva a cabo en el núcleo (en eucariotas) y requiere los siguientes elementos:

• Una cadena de ADN que actúe como molde.
• Las enzimas: ARN-polimerasas.
• Los ribonucleótidos trifosfato de Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) y Uracilo (U).

La enzima ARN-polimerasa une nucleótidos trifosfato en sentido 5'→3' mediante enlaces fosfodiéster.

Fases de la Transcripción

El proceso de transcripción se divide en cuatro fases principales:

1. Iniciación

La enzima ARN-polimerasa reconoce una región del ADN, llamada centro promotor. La ARN-polimerasa cambia su configuración y desenrolla una vuelta de hélice del ADN; esto crea una burbuja de transcripción que permite que se puedan incorporar los ribonucleótidos que se van a unir.

• En procariotas: Hay dos centros promotores.
• En eucariotas: El centro promotor es la secuencia TATA.

2. Elongación

La ARN-polimerasa lee la cadena molde de ADN en la dirección 3'→5'. La adición de nuevos ribonucleótidos se realiza en sentido 5'→3'. Los ribonucleótidos se van añadiendo de acuerdo con las reglas de complementariedad.

• En eucariotas: Se transcriben tanto exones como intrones.
• Una vez que se han unido los 30 primeros nucleótidos, en el extremo 5' del ARN se une una caperuza (o casquete) que servirá como señal de inicio para la traducción.

3. Terminación

La ARN-polimerasa continúa hasta que encuentra una señal de parada.

• En procariotas: La señal de parada es una secuencia que tiene la misma lectura de izquierda a derecha que de derecha a izquierda (secuencia palindrómica). Como consecuencia, el ARN forma una horquilla, lo que provoca que se separe del ADN y se interrumpa la síntesis de ARNm.
• En eucariotas: Una enzima une en el extremo 3' una secuencia de aproximadamente 200 nucleótidos de adenina, llamada cola poli-A.

4. Maduración del ARN

Este proceso es fundamentalmente diferente entre procariotas y eucariotas.

• En procariotas: El ARNm no precisa de ningún mecanismo de maduración.
• En eucariotas: Los precursores de los tres tipos de ARN no pueden desempeñar directamente su función, sino que tienen que sufrir un proceso de maduración del ARN, ya que se transcriben tanto intrones como exones.

H5. Intrones y Exones

Los intrones se definen como regiones no codificantes. Los exones son regiones que se encuentran entre los intrones y que se conservan en el ARN maduro. Son la parte codificante.

Los intrones se eliminan durante la maduración en un proceso denominado corte y empalme (*splicing*), durante el cual se eliminan los intrones del transcrito y se juntan los exones para formar una secuencia continua que especifica un polipéptido funcional.