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Tanto las proteínas como el ARN son biomoléculas vitales para el funcionamiento de una célula. Pero, ¿sabes de qué parte de la célula proceden? o ¿cómo se fabrican? Aunque ambas biomoléculas son productos de la expresión génica, el ARN solo necesita la primera etapa del proceso.
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Regístrate gratis¿Cuál es el nombre de la enzima que cataliza la transcripción?
¿Qué región del ADN señala el inicio de un gen para la transcripción?
¿Qué proceso se refiere a la síntesis de ARN a partir de ADN?
¿Qué se elimina del pre-ARNm durante la maduración?
¿Qué tipo de ARN se sintetiza durante la transcripción?
¿Dónde ocurre la transcripción en las células eucariotas?
¿Qué estructura se forma en el ADN durante la iniciación de la transcripción?
¿Qué proceso sigue a la transcripción en las células eucariotas?
¿Qué base del ARN se empareja con la adenina del ADN durante la transcripción?
¿Qué biomoléculas son vitales para el funcionamiento de una célula?
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¿Dónde ocurre la transcripción en las células eucariotas?
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Enviar comentariosEn este artículo aprenderemos sobre la definición, proceso y algunos ejemplos de la transcripción.
El ADN está organizado en moléculas separadas, llamados cromosomas.
Distintos genes se agrupan en cada uno de los cromosomas. Sin embargo, el gen constituye la unidad de información y herencia de un rasgo, ya que son los que se transfieren de padres a hijos.
En biología, la transcripción es la primera etapa del proceso de expresión génica (Fig. 1).
La transcripción se refiere al proceso biológico en el que se produce una copia de la secuencia de ADN de un gen y se escribe o transcribe en una secuencia de ARN.
Durante la transcripción, se utiliza una de las dos cadenas de ADN como plantilla (llamada cadena molde). La copia resultante, denominada ARN mensajero (ARNm), es de una sola hebra. El ARNm contiene, entonces, la misma información codificada en la secuencia del gen y se utiliza como plantilla intermediaria para el siguiente paso de la síntesis de proteínas: la traducción. En otras palabras, el ARNm lleva el código que la célula leerá para producir nuevas moléculas de proteínas.
La transcripción del ADN se lleva a cabo en distintos lugares, dependiendo de si es una célula procariota o una eucariota:
Las enzimas involucradas en la transcripción del ADN se denominan ARN polimerasas.
Debido a que el proceso es diferente para eucariotas y procariotas, también hay diferencias en estas enzimas. Mientras que en procariotas existe solo un tipo de ARN polimerasa, en eucariotas se emplean tres ARN polimerasas que catalizan la síntesis de distintos tipos de ARN:
El proceso de transcripción se desarrolla en cuatro etapas (ver Fig. 2): iniciación, elongación, terminación y maduración.
Algunos textos describen el proceso de transcripción en tres etapas, en lugar de cuatro. Esto es porque no toman en cuenta la maduración como una etapa general del proceso, sino como exclusiva de los eucariotas.
En la iniciación, la enzima ARN polimerasa se une a una secuencia específica en la cadena de ADN, conocida como promotor o región promotora (secuencias cortas de ADN), que indica el comienzo de un gen. Al unirse la ARN polimerasa al promotor, desenrolla el ADN en esta región para permitir la transcripción. La parte de la doble cadena de ADN que se desenrolla forma, entonces, una burbuja u horquilla de transcripción.
El promotor no se incluye en la transcripción del ADN: la ARN polimerasa inicia su trabajo después de este.
La ARN polimerasa lee las bases, recorriendo la cadena de ADN en la dirección de 3′ → 5'. A medida que viaja por la cadena molde, añade las bases complementarias en la dirección de 5′ → 3′.
Recuerda que las bases nucleotídicas se emparejan de la siguiente manera:
Por ejemplo, una secuencia de ADN CGATGG se copiaría como GCUACC en el ARN.
Fig. 2 : Etapa de elongación en la transcripción del ADN.
El extremo 5' del precursor del ARNm se cubre con una caperuza o casquete de un nucleótido de metilguanosina (una versión metilada de la guanina). Este casquete lo estabiliza y evita que se rompa mientras se procesa y se transporta fuera del núcleo; además, sirve de señal para la traducción.
Los ribosomas (estructuras celulares que sintetizan las proteínas) no pueden unirse a un ARNm si este no lleva caperuza.
Una vez que la ARN polimerasa llega a una secuencia de terminación en el gen, finaliza el proceso de copiar la secuencia de ADN. Durante la terminación, la cadena de ADN y la ARN polimerasa se separan y se libera la molécula de ARNm recién formada.
Mientras que en las células procariotas el proceso de transcripción finaliza aquí, en las células eucariotas el transcrito se somete a pasos adicionales, que se conocen como maduración.
Tras la terminación, generalmente una cola poli-A (poliadenilada: una cadena de extensión variable de nucleótidos de adenina) se une al pre-ARNm en su extremo 3’, donde finaliza la cadena de ARN (Ver Fig. 3). La cola poli-A proporciona una protección adicional y es la señal para que el pre-ARNm sea transportado al citoplasma.
Fig. 3: moléculas de ARNm procariota y eucariota. En esta última, se observan la cola poli-A y la caperuza.
Los genes eucariotas contienen, dentro de su secuencia, regiones que codifican proteínas (llamadas exones, que se expresan) y secuencias no codificantes (llamadas intrones). Los intrones no codifican proteínas funcionales; por ello, es importante que se eliminen del pre-ARNm antes de la síntesis de proteínas, ya que esto asegura que los exones se unan correctamente para la codificación de aminoácidos. La maduración o proceso postranscripcional se refiere a esta eliminación de los intrones por medio del empalme.
Los genes procariotas no poseen intrones, por lo que su ARNm no pasa por la etapa de maduración. Algunos textos incluyen los procesos de añadir la caperuza y la poliadenilación como parte de la maduración. No está mal describirlo así, pero hay que recordar que estos ocurren durante la elongación (el primero) y en la terminación (el segundo).
El empalme del ARNm es el proceso de eliminar los intrones del pre-ARNm y luego unir los exones (empalmar) en una cadena continua (también se usa mucho el nombre en inglés splicing (Ver Fig. 4)). Si hubiera un error en este proceso, los exones estarían mal alineados. Esto produciría una lectura incorrecta y la proteína no sería funcional. Se cree que este tipo de errores pueden provocar cáncer y otras enfermedades.
Este proceso es realizado por grandes complejos, llamados espliceosomas, que tienen un tamaño similar a un ribosoma. Un espliceosoma está formado por diferentes enzimas del tipo ribonucleoproteína pequeña nuclear (RNPpn) y otras proteínas. Los intrones en una molécula de ARNm se unen a sitios específicos del espliceosoma, por lo que un intrón termina formando un bucle y los extremos de los exones adyacentes se acercan. Posteriormente, se cortan los intrones y una ARN ligasa termina de unir los extremos de los exones para formar el ARN maduro, ya sin intrones.
La transcripción debe ser estrictamente regulada para el funcionamiento correcto de una célula específica. En las células eucariotas encontramos proteínas accesorias, llamadas factores de transcripción, que funcionan como reguladores. Los factores de transcripción son moléculas que regulan la actividad de un gen, indicando cuándo es necesaria la transcripción. Para esto, se unen al promotor en la cadena de ADN, con el fin de que la ARN polimerasa lo reconozca. Hay muchos tipos de factores de transcripción, pero suelen trabajar juntos en complejos de proteínas para llevar a cabo sus funciones.
Por ejemplo, los operones: complejos funcionales de genes con la capacidad de autoregular su expresión.
Descubre más leyendo la Regulación de la expresión génica.
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¿Cómo es el proceso de transcripción?
El proceso de transcripción se desarrolla en cuatro etapas:
¿Dónde se lleva a cabo la transcripción?
La transcripción se lleva a cabo dentro del núcleo, en células eucariotas, ya que ahí se encuentra el ADN; y en el citoplasma, en células procariotas, porque no tienen núcleo y su ADN está concentrado en una región del citoplasma, llamada nucleoide.
¿Cómo termina la transcripción?
La transcripción termina cuando la ARN polimerasa llega a una secuencia de terminación del gen, se separa de la cadena molde (liberando la molécula de pre-ARN) y se agrega una cola poli-A al extremo 3’ de este. Luego, en la maduración, se eliminan los intrones y se empalman los exones del pre-ARNm para transformarse en ARNm maduro.
¿Qué se necesita para la transcripción del ADN?
Para la transcripción del ADN se necesita:
¿Qué es la transcripción en biología?
La transcripción en biología es la primera etapa en la expresión génica en la que se produce una copia de la secuencia de ADN de un gen y se escribe en una secuencia de ARN mensajero (ARNm). Este ARNm lleva la misma información de la secuencia de ADN, para transportarla fuera del núcleo al citoplasma, donde luego se sintetiza la proteína, u otro producto, codificada en la secuencia (etapa de traducción).
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Lily Hulatt is a Digital Content Specialist with over three years of experience in content strategy and curriculum design. She gained her PhD in English Literature from Durham University in 2022, taught in Durham University’s English Studies Department, and has contributed to a number of publications. Lily specialises in English Literature, English Language, History, and Philosophy.
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Gabriel Freitas is an AI Engineer with a solid experience in software development, machine learning algorithms, and generative AI, including large language models’ (LLMs) applications. Graduated in Electrical Engineering at the University of São Paulo, he is currently pursuing an MSc in Computer Engineering at the University of Campinas, specializing in machine learning topics. Gabriel has a strong background in software engineering and has worked on projects involving computer vision, embedded AI, and LLM applications.
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