Proceso de transcripción y maduración del ARN

TRANSCRIPCIÓN:

Iniciación: La ARN-polimerasa reconoce y se une a los centros promotores. Se inicia el proceso, abriéndose una burbuja de transcripción. La ARN-polimerasa escoge cuál de las dos cadenas es la mole, y promueve la separación de ambas.

Elongación:

La ARN-polimerasa lee en sentido 3’→ 5’ la cadena molde de ADN, pero el ARN se sintetiza en sentido 5’→ 3’. La enzima selecciona el ribonucleótido trifosfato, cuya base es complementaria con la cadena molde de ADN, y lo une mediante un enlace éster al último nucleótido, desprendiéndose un grupo pirofosfato (PPi), y liberando la energía necesaria para el proceso.

Terminación:

La ARN-polimerasa reconoce en el ADN una señal de terminación que indica el final de la transcripción. En procariotas se trata de una secuencia palindrómica, que hace que en la molécula de ARN sintetizada se forme un bucle, y frene la transcripción. En eucariotas reconoce la secuencia TTATTT. La burbuja de transcripción se cierra y la ARN-polimerasa se separa del ARN transcrito.

REGULACIÓN EN EUCA:

Promotor:

Secuencia más próxima al inicio de la transcripción. Está formada por la secuencia -25 TATA llamada TATA box. Existen unos factores basales o factores proteicos de la transcripción que se unen al promotor y ayudan a la ARN polimerasa II a situarse en el lugar de inicio de la transcripción.

Secuencias potenciadoras o enhancers:

Situadas más lejos del lugar de iniciación sobre las que se unen los factores activadores de la transcripción que favorece la disociación de los nucleosomas y hacen accesible la región del promotor y favorecen el acoplamiento de los factores basales y aumentan la velocidad de la transcripción.

Secuencias silenciadoras o silencers:

Están intercalados entre los activadores. A estas secuencias se unen los factores represores de la transcripción y disminuye la velocidad de transcripción. Los centros promotores, indican el inicio de la transcripción y cuál de las dos cadenas de ADN se usa como molde. Luego abre la doble hélice para permitir que quede expuesta la secuencia de bases y que los ribonucleótidos se unan a la cadena, en síntesis, formándose una burbuja de transcripción.

Durante la fase de elongación, tras la unión de los 30 primeros ribonucleótidos, se añade en el extremo 5’ una caperuza de metil-guanosina-trifosfato, que durante la traducción será una señal de reconocimiento del inicio de lectura y además protege este extremo del ataque de exonucleasas hasta que el ARN salga del núcleo. En la fase de terminación existe una señal de corte en la cadena molde de ADN con la secuencia 3’TTATTT5’ que determina el fin de la transcripción. En el extremo 3’ se añade una cola Poli-A. Esto lo hace la enzima Poli-A-polimerasa. Esta cola es importante durante el proceso de maduración y transporte del ARN fuera del núcleo. Cuanto más corta es esta cola Pol-A, más rápido se degrada el ARNm en el citoplasma.

MADURACIÓN DEL ARN:

En procariotas:

Los ARNm no sufren proceso de maduración. Los ARNt y ARNr se forman a partir de un transcrito primario de gran longitud.

En euca ARNt:

Los genes para la síntesis de este ARN se encuentran dispuestos en tándem en el ADN. De este modo se sintetizan muchos ARNt a la vez. Se encarga la ARN polimerasa III. El proceso de maduración consiste en la eliminación y modificación de algunos nucleótidos, y en la adición de los nucleótidos ACC en 3’, donde se unirá el aminoácido correspondiente. El ARNt sale plegado y maduro hacia el citoplasma por los poros nucleares.

En eucariotas ARNr:

Los genes codificantes se encuentran en la región del nucléolo. La enzima encargada es la ARN polimerasa I. Se transcribe un ARNn, que posteriormente es fragmentado en ARNr de diferentes tamaños que se unirán a proteínas y formarán las subunidades de los ribosomas, que saldrán por los poros nucleares al citoplasma.

En eucariotas ARNm:

La transcripción es llevada a cabo por la enzima ARN polimerasa II. Los genes se encuentran fragmentados en exones e intrones, por lo tanto, el ARNm transcrito se trata todavía de ARNhn (heterogéneo nuclear) y no se puede traducir directamente. Debe madurar, en el núcleo, antes de salir al citoplasma. El proceso de maduración (splicing) consiste en la eliminación de los intrones y el empalme de los exones. Lo lleva a cabo la enzima ribonucleoproteína pequeña nuclear. El complejo molecular que se forma se conoce como espliceosoma. Durante el splicing los intrones forman unos bucles que provocan el acercamiento de los exones, y continúa con el corte de los intrones y la unión de los exones.