2.2. Transcripción o síntesis de ARN

El ADN tiene capacidad para contener la información que se transformará en proteínas, y estas a su vez servirán para expresar los caracteres que nos forman, el color de ojos, la altura, la forma de la nariz, el tener dos manos, andar erguidos...

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Debido a esta importante tarea el ADN, que forma los genes, está protegido en el interior del núcleo y no puede salir nunca de ella. En el interior del núcleo tiene lugar la replicación, es decir, la elaboración de una copia que pueda llegar a nuestra descendencia. Pero la formación de las proteínas, la traducción, la última de las utilidades del ADN, no se realiza en el núcleo sino en el citoplasma. Y es allí donde se pone en marcha una impresionante maquinaria de traducción de códigos.

Aunque el ADN no sale del núcleo, sí lo hace la información que contiene, transformando el ADN en otra molécula más ligera y más simple, el ARN mensajero (ARNm). Esta molécula se fabrica en el núcleo a partir del ADN mediante un proceso denominado Transcripción.

En la transcripción, el ADN no se copia, se pasa a otro lenguaje parecido el del ARN. Sólo se transcribe una hebra de ADN, la que va en dirección 5´→ 3´y, además, donde hay una A no se coloca su complementaria T sino una U, esto se debe a que, en el lenguaje de los ácidos nucleicos, el ARN no lleva Timina (T) sino Uracilo (U) y este es complementario con la Adenina (A).

TRANSCRIPCIÓN EN PROCARIOTAS

La transcripción en las células procariotas tiene lugar en el citoplasma de la célula. Es en bacterias, y en concreto en Escherichia coli, donde mejor ha sido estudiada. En bacterias sólo existe una ARN polimerasa que se encarga de sintetizar todos los tipos de ARN: ARNm, ARNt y ARNr.

¿Cómo sabe la ARN polimerasa dónde se encuentra el comienzo de un gen para unirse y comenzar la transcripción?, ¿en cuál de las dos cadenas del ADN debe unirse? ¿Cómo y dónde se produce el final de la transcripción?

Señales de inicio y fin de la transcripción

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En todos los genes que se van a transcribir existe una región denominada promotor e indica dónde debe comenzar la transcripción de ese gen y cuál debe ser la hebra molde, es decir, la hebra del ADN que se transcribirá a ARN.

La ARN polimerasa debe estar unida a un factor, denominado factor sigma para unirse al promotor. Esta unión permite que el ADN se desenrolle y que la ARN polimerasa comience la síntesis de ARN.

Ahora bien, ¿cómo sabe que debe comenzar?. En la región del promotor existe una secuencia TATATT que en cuanto la ARN polimerasa la reconoce, da comienzo la síntesis.

Hay que apuntar que el promotor no siempre se encuentra en la misma hebra. La hebra en la que se sitúa se conoce con el nombre de hebra informativa. Unas veces se transcribe una y en otros casos la otra.

La síntesis de ARN se produce en sentido 3'-5' del ADN y en sentido 5'-3' para el ARN transcrito.

En procariotas, la señal de terminación de la transcripción consiste en una secuencia de bases palindrómica (secuencia que se lee igual de izquierda a derecha y de derecha a izquierda) formada por G y C, seguidas de varias T, que origina al final del ARN un bucle. Esto favorece la separación del ADN. El bucle se forma por complementariedad entre G y C situadas en la cola del ARN.

TRANSCRIPCIÓN EN EUCARIOTAS

En procariotas existe una sola ARN polimerasa que se encarga de sintetizar todos los tipos de ARN, pero en eucariotas existe más de una ARN polimerasa, en concreto son tres y con diferentes funciones:

La ARN polimerasa I se encarga de sintetizar el ARN ribosómico (ARNr).

La ARN polimerasa II sintetiza el ARN mensajero.

La ARN polimerasa III sintetiza los precursores del ARN de transferencia (ARNt) y el ARN 5S de la subunidad grande del ribosoma.

El proceso de iniciación de la transcripción en células eucariotas precisa de una serie de secuencias que indican a la ARN polimerasa el momento y la velocidad en que debe comenzar a transcribir genes concretos.

Esas secuencias son:

Promotor, formada por una secuencia TATA, otra CAAT y otra rica en G y C. A esta zona se une una serie de factores basales que favorecen que la ARN polimerasa II se una en el sitio correcto para comenzar la transcripción.

Secuencias potenciadoras, donde se unen una serie de factores activadores de la transcripción que desempaquetan el ADN y lo separan de las histonas, pero además incrementan la velocidad del proceso ya que favorecen la unión entre los factores basales y la ARN polimerasa II.

Secuencias silenciadoras, que se localizan entre las dos anteriores y donde se unen una serie de factores represores que dificultan que los factores activadores actúen correctamente, disminuyendo, por tanto, la velocidad de transcripción.

La siguiente fase, la elongación del ARN transcrito, ocurre de forma similar a como ocurre en procariotas, pero hay una pequeña diferencia, se añade al extremo 5' del ARNm que se está sintetizando, un nucleótido especial: metil-guanosina-trifosfato, también conocido como caperuza. Cumple una doble función: por un lado, protege al ARNm del ataque de nucleasas presentes en el interior del núcleo, evitando que sea degradado y, en segundo lugar, esta caperuza es un factor de reconocimiento por parte de los ribosomas, que la identifican como lugar de comienzo de la traducción.

Existe otra diferencia en la transcripción en eucariotas con respecto a procariotas y es el hecho de que una vez transcrito el ARNm, éste debe ser procesado y eliminar las secuencias sin sentido, o intrones, de la molécula y pegar los exones hasta convertir el ARNm transcrito primario en una molécula funcional. Es lo que se conoce como maduración.

En procariotas, los genes no están fragmentados como en eucariotas, en exones e intrones, por lo que el ARNm recién sintetizado es una copia exacta del gen y no precisa de un proceso de maduración.

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