TRANSCRIPCIÓN DEL ADN
La transcripción consiste en la formación de una molécula de ARN a partir de la
información genética contenida en un segmento de ADN. Es decir da lugar ana copia
de ARN con secuencia complementaria y antiparalela, a partir de una secuencia
molde en una de las hebras del ADN. Mientras que en la replicación se copia el
cromosoma entero, la transcripción es más selectiva. En un momento dado solo son
transcritos ciertos genes o grupos de genes. La célula restringe la expresión de la
información genética a la formación de los productos génicos necesarios en cada
momento, en un proceso finamente regulado por secuencias reguladoras especificas
que indican el principio y el fin de los segmentos que deben ser trascritos.
Existen tres clases principales de ARN. El mensajero que codifica la secuencia de
aminácidos de uno o más polipéptidos especificados por un gen. El ARN
trasnferente que lee la información codificada en el ARNm y transfiere el amoniácido
adecuado a la cadena polipéptidica en crecimiento durante la síntesis proteica y el
ARN ribosómico que forma parte de los ribosomas, las complejas maquinarias
celulares donde se sintetizan las proteínas.
El proceso empieza cuando la ARN polimerasa se une a unas secuencias
específicas llamadas promotores. La doble hélice del ADN se desenrolla formado el
bucle de transcripción (unos 17 nucleótidos) para servir de molde para la síntesis del
ARN, de tal manera que solamente una de las dos cadenas es la que transcribe la
información al ARN. La cadena de ADN que sirve de molde se denomina ”cadena
molde”, mientras que la complementaria se llama “cadena codificante”, identica en
secuencia de bases al ARN transcrito excepto que la timina es sustituida por uracilo.
Los ribonucleótidos trifosfato existentes en el fluido celular (ATP, GTP, CTP y UTP)
se desplazan hacia la parte desenrollada de la doble hélice del ADN y se sitúan
complementando la cadena (T=A; A=U; C=G). Cuando estos nucleótidos se
encuentran adecuadamente situados se unen entre si por acción de la enzima ARNpolimerasa
(en el sentido 5`→ 3`). Finalmente, el ARN se separa y el ADN recupera
la estructura de doble hélice. El ARNm así formado sufre pocas modificaciones en el
caso de los procariotas, pero sufre importantes modificaciones
postranscripcionales en el caso de los eucariotas, eliminándose los intrones
(secuencias del genoma que no codifican nada), formando así el ARNm maduro que
se traducirá en proteínas. El ADN se utiliza también como molde para la síntesis de
los otros dos tipos de ARN, el transferente y el ribosómico.
Las principales diferencias entre el proceso de trancripción en procariotas y
eucariotas pueden resumirse como sigue:
- En procariotas no hay separación física entre transcripción y traducción, mientras que en los eucariotas la transcripción tiene lugar en el núcleo, donde está el ADN, y la traducción en el citoplasma donde están los ribosomas.
- En procariotas los ARNm son policistrónicos (llevan varios genes) y en eucariotas por lo general son monocistrónicos.
- En procariotas hay un solo tipo de ARN polimerasa, mientras que en eucariotas hay al menos 3 tipos de ARN polimeras distintas (una para cada tipo de ARN).
- En Procariotas los ARNm sufren pocas modificaciones postranscripcionales, mientras que en eucariotas sufren muchas, entre ellas la eliminación de intrones.
La ARN polimerasa necesita al igual que la ADN polimerasa los cuatro nucleótidos
trifosfato (ATP, GTP, CTP, UTP), Mg2+ y la cadena patrón de ADN cuya secuencia
determinará la del ARN, pero a diferencia de la ADN polimerasa no necesita cebador
para iniciar la síntesis de la cadena (Figura 3). La ARN polimerasa al igual que la
ADN polimerasa sólo lee en el sentido 3`→ 5` y sintetiza la nueva hebra en el
sentido 5`→ 3`. La primera etapa del proceso de transcripción es la unión de la ARN
polimerasa a la molécula de ADN; esta unión se produce por unas zonas específicas
del ADN denominadas promotores, que indican a la enzima que tiene que empezar a
transcribir. El reconocimiento del promotor es un paso crucial de la transcripción,
tanto en lo que se refiere al mecanismo como para la regulación de la transcripción,
como veremos en el próximo tema. También la terminación obedece a ciertas
secuencias específicas denominadas secuencias de terminación.
Los promotores son zonas específicas del ADN donde se une la ARN polimerasa
para empezar la transcripción, y dirigen la transcripción de los genes adyacentes.
Las secuencias de los promotores no son idénticas pero se han encontrado en
muchas bacterias ciertas secuencias que son particularmente comunes en ciertas
posiciones (secuencia consenso). Se sitúan unos 10 y 35 nucleótidos a la izquierda de donde se inicia la transcripción y se llaman secuencia –35 o caja de entrada y
secuencia –10 o caja TATA.
