Transcripción

Describe el proceso de transcripción en biología

El proceso de transcripción se desarrolla en tres etapas: iniciación, elongación y terminación. Trataremos cada uno de estos pasos en la siguiente sección.

Iniciación

La iniciacióncomienza con la unión de laenzima ARNpolimerasa a una secuencia específica de la doble cadena de ADN conocida como promotor, que significa el comienzo del gen. Este paso forma el complejo cerrado ARN polimerasa-promotor.

A continuación, el ADN se desenrolla en la región promotora, creando lo que se denomina un complejoabierto. La parte de la doble cadena de ADN que se ha desenrollado forma entonces una burbuja de transcripción.

La ARN polimerasase une a una región denominada sitio de inicio de la trans cripciónen la burbuja de transcripción. La ARN polimerasa está entonces preparada para "leer" las bases en la secuencia de la cadena de ADN desenrollada y producir ARN con una secuencia de bases complementaria.

Elongación

La ARN polimerasa "lee" las bases recorriendo la cadena de ADN de 3′ → 5'. A medida que recorre la cadena, la "copia" añadiendo pares de bases complementarias de 5′ → 3′.

Recuerda que las bases nucleotídicas del ADN se emparejan de la siguiente manera:

• La adenina (A) se empareja con la timina (T)

• La citosina (C) siempre se empareja con la guanina (G)

Por ejemplo, una guanina (G) en el ADN indicaría la adición de una citosina (C) en el ARN. Del mismo modo, una timina (T) en el ADN se copiará en una adenina (A) en el ARN.

No podemos insistir lo suficiente en esto: es importante tener en cuenta que durante el proceso de elongación, una adenina (A) se copiaría en uracilo (U) en lugar de timina (T) en el ARN. Por ejemplo, una secuencia de ADN CGATGG se copiaría en GCUACC en el ARN.

Además, la ARN polimerasa forma el esqueleto de azúcar-fosfato del ARN resultante. Sin embargo, a diferencia del ADN, en el que el azúcar es desoxirribosa, el ARN tendrá ribosa como componente de azúcar.

Terminación

Unavez que la ARN polimerasa atraviesa una secuencia de terminación en el gen, señala el final de la transcripción (una etapa denominada terminación). Durante la terminación, se rompen los enlaces de hidrógeno que unen las hélices de ARN y ADN durante la transcripción. Esto libera la molécula de ARN recién formada.

Mientras que en las células procariotas, el proceso de transcripción termina aquí, en las células eucariotas, el transcrito se somete a pasos adicionales: captación, poliadenilación y empalme. Hablaremos de ello más adelante en el apartado de la transcripción eucariota.

Transcripción en procariotas frente a eucariotas

Aunque el proceso básico es el mismo, existen algunas diferencias clave en la forma en que tiene lugar la transcripción en células procariotas y eucariotas. Discutiremos algunas de estas diferencias en la siguiente sección.

Transcripción procariota

Losprocariotas son organismos que no tienen un núcleo unido a una membrana. En las célulasprocariotas , la transcripción se produce en el citoplasma (la sustancia semifluida que llena la célula). Los procariotas sólo tienen un tipo de polimerasa.

Otra característica distintiva de la transcripción en las células procariotas es la presencia de operadores, represores y proteínas activadoras. Alprincipio de muchos genes de las células procariotas hay secuencias llamadas operadores que ordenan a unas proteínas llamadas represores que se unan al ADN antes del lugar de inicio de la transcripción e impidan que la ARN polimerasa acceda al ADN. Al bloquear físicamente la ARN polimerasa, se impide la transcripción del gen.

Los represores pueden liberarse de esta función cuando otras moléculas (como las proteínas activadoras) de la célula envían señales que indican la necesidad de la expresión génica.

La transcripción eucariota

Loseucariotas son organismos que tienen un núcleo unido a una membrana y otros orgánulos unidos a una membrana. En las células eucariotas, la transcripción se produce en el núcleo.

Otra característica distintiva del proceso de transcripción en los eucariotas es que la ARN polimerasa de los eucariotas es más compleja que la de los procariotas. En el proceso intervienen tres ARN polimerasas (polimerasa I, II y III).

En las células eucariotas, también hay pasos adicionales que deben seguir los ARNm recién transcritos antes de que puedan trasladarse del núcleo al citoplasma y, a continuación, traducirse en una proteína. Estos pasos adicionales confieren al ARNm eucariota una vida media más larga en comparación con el ARNm procariota. Por ejemplo, un ARNm eucariota puede durar varias horas, mientras que un ARNm de E. coli suele durar sólo hasta cinco segundos.

El producto inicial de la transcripción, llamado ARNpre-m ,debe someterse a tres pasos adicionales: la adición de un capuchón al extremo 5' de la molécula, la adición de una cola poli-A al extremo 3' de la molécula y el empalme del ARNpre-m.

Capado

El extremo 5' del transcrito de ARNpre-m se cubrirá con proteínas que lo estabilizarán, impidiendo que se rompa mientras se procesa y se transporta fuera del núcleo. Este paso se produce mientras se sintetiza el ARNpre-m durante la elongación.

Poliadenilación

Tras la elongación, una colapoli-A (una cadena de unos 200 residuos de adenina) se unirá al pre-ARNm. La cola poli-A proporcionará una protección añadida y señalará la necesidad de que el pre-ARNm sea transportado al citoplasma.

Empalme del pre-ARNm

Los genes eucariotas contienen secuencias que codifican proteínas (llamadas exones) y secuencias intermedias (llamadas intrones). Los intrones no codifican proteínas funcionales, por lo que es importante eliminarlos del ARNpre-m antes de la síntesis proteica, ya que así se garantiza que los exones se unan correctamente para la codificación de aminoácidos. El proceso de eliminar los intrones del ARNpre-m y luego unir los exones se denomina empalme.

Si se produjera un error en este proceso, los exones se desalinearían y la proteína dejaría de ser funcional. Se cree que tales errores provocan cáncer y otras enfermedades.

Factores de transcripción

Las células eucariotas también tienen proteínas accesorias llamadas factores detranscripción. Los factores de transcripción son moléculas que regulan la actividad de un gen indicando cuándo es necesaria la transcripción. Mientras que la ARN polimerasa inicia el proceso de transcripción, los factores de transcripción determinan la eficacia de la ARN polimerasa.

Hay muchos tipos de factores de transcripción, pero suelen trabajar juntos en complejos proteínicos para llevar a cabo sus funciones. Estas funciones incluyen las siguientes:

• Al unirse a regiones promotoras , pueden activar o reprimir la transcripción de genes.

• Pueden determinar lo que ocurre en las células individuales. Por ejemplo, los genes homeóticos regulan el desarrollo del cuerpo. Las proteínas homeóticas pueden activar o reprimir genes para que las distintas partes del cuerpo se desarrollen en el orden correcto.

• También pueden responder a señales de otras células y a otros estímulos ambientales.

• También pueden controlar los genes que las transcriben.

Diferencia entre transcripción y traducción en biología

La transcripción y la traducción son pasos diferentes en la expresión génica y la síntesis de proteínas. Concretamente, la transcripción precede a la traducción. Mientras que la transcripción es el proceso de copiar una secuencia de ADN en ARNm, la traducción es el proceso de "leer" la información contenida en el ARNm y convertirla en una secuencia de aminoácidos. El subproducto de la transcripción es el ARN, mientras que el subproducto de la traducción son las proteínas.