Proceso de Transcripción del ADN a ARN: Etapas y Mecanismos Moleculares

Proceso de Transcripción del ADN

La transcripción es el proceso biológico donde ocurren las transformaciones de ADN → ARN, pasando de las bases (A, G, C, T) a (A, G, C, U). En este proceso participan las ARN polimerasas (a veces referidas como polimerasas dependientes de ADN), encargadas de la síntesis del ARN en la dirección 5´→3´ utilizando un ADN molde en dirección 3´→5´. Para ello, se requieren nucleótidos trifosfato (A, G, C, U). Se identifica 1 ARN polimerasa procariota y 3 eucariotas.

Características de la Transcripción

• Selectiva: No se transcribe todo el ADN; se selecciona únicamente lo necesario para crear proteínas u orgánulos, dependiendo de las necesidades específicas de la célula.
• Reiterativa: Un mismo gen puede transcribirse varias veces de forma consecutiva.
• Asimétrica: Para un gen determinado, la cadena molde puede ser tanto la hebra superior como la inferior. No obstante, la síntesis de la nueva cadena siempre se realiza en dirección 5´→3´.

Requisitos para la Transcripción

• Hebra patrón o molde de ADN.
• ARN polimerasas.
• Nucleótidos trifosfato (A, G, C, U).

Etapas de la Transcripción

1. Iniciación

Se requiere de una serie de factores de iniciación. La ARN polimerasa se une a una región específica llamada promotor. La enzima abre la cadena y se produce la burbuja de transcripción, donde la ARN polimerasa incorpora nucleótidos según la complementariedad de bases.

El Promotor: Son secuencias de bases específicas situadas antes de la zona donde comienza la transcripción.

• Eucariotas: Secuencias TATA.
• Procariotas: Secuencias -10 y -35.

2. Elongación

La ARN polimerasa añade nucleótidos según la complementariedad de bases: (A-U), (G-C), (T-A) y (C-G). La síntesis de la nueva cadena se da en dirección 5´→3´. La enzima avanza y va desenrollando parcialmente el ADN, recorriéndolo en dirección 3´→5´. Lo que ya está transcrito se enrolla nuevamente formándose los puentes de hidrógeno.

Cuando el ARN ya está formado (aproximadamente 30 nucleótidos), en el extremo 5´ se añade una caperuza de 7-metil GTP, que marca el extremo para su posterior unión con el ribosoma.

3. Terminación

La ARN polimerasa se encuentra con una señal de terminación. Esta suele ser una secuencia palindrómica:

• Eucariotas: Secuencia (TTAATTT).
• Procariotas: Secuencia (ACCTCCA).

Se forma una horquilla en el ARN transcrito y este se separa. Cuando el ARN transcrito se libera, en el extremo 3´ se une una cola de poli-A cuya función es de protección, transporte al citoplasma y unión al ribosoma.

4. Maduración del ARN

4.1 Procariotas

En organismos procariotas, solo atraviesan un proceso de maduración el ARNt y el ARNr:

• ARNt: Se añaden en el extremo 3´ tres nucleótidos (CCA).
• ARNr: Se produce la fragmentación de la cadena.

4.2 Eucariotas

En las células eucariotas existen tanto secuencias codificantes (exones) como no codificantes (intrones). En la maduración, se eliminan los intrones mediante enzimas en un proceso denominado splicing (corte y empalme), y se empalman los exones mediante la ARN ligasa.