Transcripción de ARN

...

- Remover segmentos exo o endonucleotidicos.

- Adición de secuencias nucleotidicas en cualquiera de los dos extremos (5´ ó 3´).

- Modificación de nucleótidos específicos.

Estas modificaciones no son iguales para todos los tipos de ARN, cada uno tiene sus propias particularidades.

En los procariontes, la mayoría de los transcritos primarios son funcionales inmediatamente después, e incluso durante su síntesis. Es decir estos mARN participan en la traducción, sin modificación alguna. De hecho, en estos organismos, los ribosomas usualmente comienzan la traducción en la cadena naciente del mensajero.

En Procariotas solo se dan en ARN-r y ARN-t.

Cortes por nucleasas para formar varias moléculas de ARN a partir de una (ARN-r y ARN-t)

Tipos de modificaciones Adicción de bases

Modificaciones en la estructura de las bases

La principal es la denominada maduración del ADN-m en el núcleo la cual se da en tres fases:

Eliminación de los intrones gracias a la acción de las endonucleasas de restricción. Se produce el corte y empalme de intrones y exones. Es necesario eliminar los intrones y empalmar los exones en un proceso conocido como corte y empalme. No necesita ATP. Por diferentes mecanismos se cortan los intrones y se separan (el ARN todavia con los intrones se llama ARNhn), posteriormente se fusionan los exones y nos da lugar a un ARNm maduroy sin intrones.

La transcripción es el proceso por el cual la información cifrada en una cadena de ADN se plasma en forma de cadena de ARN. Desde un punto de vista químico, es un proceso de síntesis de ARN a partir de cuatro ribonucleósidos trifosfato (ATP, GTP, CTP y UTP) y de ADN, que actúa como molde.

Aunque el resultado global de la transcripción es la síntesis de los diferentes tipos de moléculas de ARN celulares (ARNr, ARNt, ARNm, etc.), cada molécula de ARN es sintetizada de manera individual, como consecuencia de la transcripción de una zona concreta del ADN (denominada unidad de transcripción), de pequeña longitud si se compara con la de las moléculas de ADN. De las dos cadenas de la unidad de transcripción, sólo una de ellas es transcrita. La hebra codificadora o con sentido (también, hebra +), tiene la misma secuencia que el ARN transcrito (con T, en lugar de U). La hebra complementaria que actúa como molde para la síntesis de ARN se denomina hebra antisentido (hebra –).

La transcripción es un proceso selectivo, es decir, la síntesis de ARN no comienza o termina en puntos al azar, sino que se transcriben zonas concretas, con un principio y un final preestablecido. Además, no todos los genes o zonas del ADN se transcriben simultáneamente y con la misma frecuencia.

Ello determina que la abundancia de los diferentes tipos de ARN sea variable, a pesar de que exista un número de copias equiparables de los mismos en el ADN. La transcripción es un proceso reiterativo, ya que una zona concreta del ADN se puede copiar repetidamente, dando lugar a la formación de copias múltiples de una determinada molécula de ARN. Existen mecanismos reguladores que determinan cuándo y con qué frecuencia va a ser transcrito un gen concreto por la maquinaria de transcripción. Por último, la transcripción es un proceso conservativo del ADN, ya que éste no resulta modificado una vez que ha sido transcrito.

TRANSCRIPCIÓN DE LOS GENES EN LOS PROCARIOTAS

En las bacterias existe una única enzima, denominada ARN polimerasa dependiente de ADN, que se encarga de transcribir todos los genes del cromosoma bacteriano, dando lugar a la formación de los tres tipos fundamentales de ARN (ARNr, ARNt y ARNm). La enzima de E. coli está formada por un conjunto de subunidades diferentes (α, β, β’, ω y σ) que forman la denominada holoenzima, la cual participa sintetizando ARN de manera específica.

La subunidad σ, que se encuentra unida débilmente al resto de la enzima (enzima núcleo), es la responsable de reconocer los lugares en los que ha de comenzar la síntesis de ARN, mientras que la enzima núcleo se encarga propiamente de la síntesis del ARN.

La zona promotor es el lugar reconocido por la subunidad σ, y donde se localiza la ARN polimerasa para comenzar la transcripción. La mayor parte de los promotores de tienen secuencias cortas parecidas (secuencias consenso). La primera de ellas se denomina secuencia TATA o caja de Pribnow. La subunidad σ más abundante en E. coli (denominada σ70) reconoce a estos promotores estándar, con mayor afinidad cuanto más próxima esté la secuencia del promotor a las secuencias consenso (lo que hace que existan promotores fuertes y débiles). Sin embargo, un número reducido de genes tiene promotores no relacionados con los promotores estándar, que son reconocidos por formas minoritarias de la subunidad σ , por lo que, en definitiva, el tipo de subunidad σ unido a la ARN polimerasa tiene gran influencia para la selección de los genes que se han de transcribir.

El proceso de síntesis se puede considerar dividido en tres etapas, denominadas iniciación, elongación y terminación. En la primera, la holoenzima se une al promotor (formación del complejo cerrado) y favorece la apertura parcial de las dos cadenas de ADN (complejo abierto), con la consiguiente ruptura de los enlaces por puentes de hidrógeno de las bases próximas al lugar +1, el establecimiento de puentes de hidrógeno entre las bases de los dos primeros nucleótidos que van a formar el enlace fosfodiéster y las bases de la cadena molde, y la formación de un dinucleótido por ataque del hidroxilo 3’ del primer NTP (que suele ser GTP o ATP) al fosfato α de la posición 5’ del segundo nucleótido.

A partir de aquí comienza la fase de elongación o crecimiento de la cadena, llevada a cabo por la ARN polimerasa núcleo, tras la liberación de la subunidad σ, en la que se van formando nuevos enlaces entre nucleótidos seleccionados por el molde, con lo que la cadena de ARN va aumentando progresivamente sus unidades. En la proximidad de la ARN polimerasa se mantiene la formación del híbrido ADN/ARN pero, a medida que avanza la polimerasa, el ARN sintetizado se despega del ADN volviéndose a formar la estructura dúplex del ADN

La transcripción continúa hasta el punto de terminación, donde cesa el crecimiento de la cadena y se produce la separación de la ARN polimerasa y el