Transcripción genética
La transcripción del ADN es el primer proceso de la expresión génica, mediante el cuál se transfiere la información contenida en la secuencia del ADN hacia la secuencia de proteína utilizando diversos ARN como intermediarios. Durante la transcripción genética, las secuencias de ADN son copiadas a ARN mediante una enzima llamada ARN polimerasa que sintetiza un ARN mensajero
que mantiene la información de la secuencia del ADN. De esta manera, la
transcripción del ADN también podría llamarse síntesis del ARN
mensajero.
Etapas de la transcripción
Clásicamente se divide el proceso de la transcripción en 3 etapas
principales (iniciación, elongación y terminación), pero realmente se
pueden diferenciar 5 etapas :
Preiniciación
Al contrario de la replicación de ADN,
durante el inicio de la transcripción no se requiere la presencia de un
cebador para sintetizar la nueva cadena, de ARN en este caso. Antes del
inicio de la transcripción se necesitan toda una serie de factores de transcripción
que ejercen los factores de iniciación. Estos se unen a secuencias
específicas de ADN para reconocer el sitio donde la transcripción ha de
comenzar y se sintetice el ARN cebador. Esta secuencia de ADN en la que
se ensamblan los complejos de transcripción se llama promotor. Los promotores se localizan en los extremos 5'-terminales de los genes, antes del comienzo del gen, y a ellos se unen los factores de transcripción mediante fuerzas de Van der Waals y enlaces de hidrógeno. Los promotores tienen secuencias reguladoras definidas, muy conservadas en cada especie, donde las más conocidas son la caja TATA
(situada sobre la región -10), con la secuencia consenso
TATA(A/T)A(A/T); y la caja TTGACA (situada en el punto -35). La
formación del complejo de transcripción se realiza sobre el promotor
TATA, allí se forma el núcleo del complejo de iniciación. Sobre la caja
TATA se fija una proteína de unión (TBP) junto con el factor de
transcripción TFII D (TF proviene del inglés: transcription factor). Después, a ellos se unen otros factores de transcripción específicos: TFII A, que estabiliza el complejo TFII D-ADN; los factores TFII B y TFII E se unen al ADN y el TFII F (una helicasa dependiente de ATP) y al final la ARN polimerasa. Todo ello forma un complejo que se llama complejo de preiniciación cerrado. Cuando la estructura se abre por mediación del factor de transcripción TFII H, da comienzo la iniciación..
Iniciación
Primero, una Helicasa separa las hebras de ADN en estas denominadas
cajas TATA, ya que la adenina y timina poseen un doble enlace, mientras
que la citocina y guanina poseen uno triple. Posteriormente se unen los
factores y las proteinas de transcripción (TBP, TF2D, TF2B) permitiendo,
de esta manera, el acceso de la ARN polimerasa al molde de ADN de
cadena simple, siendo esta la ultima en posicionarse. Aunque la búsqueda
del promotor por la ARN polimerasa es muy rápida, la formación de la burbuja de transcripción
o apertura del ADN y la síntesis del cebador es muy lenta. La burbuja
de transcripción es una apertura de ADN desnaturalizado de 18 pares de
bases, donde empieza a sintetizarse el ARN cebador a partir del
nucleótido número 10 del ADN molde de la burbuja de transcripción. La
burbuja de transcripción se llama complejo abierto. La ARN
polimerasa es una enzima formada por 5 subunidades: 2 subunidades α, 1
subunidad β, 1 subunidad β' y 1 subunidad ω que tiene como función la
unión de ribonucleótidos trifosfato. Cuando se forma el complejo abierto, la ARN polimerasa comienza a unir ribonucleótidos mediante enlaces fosfodiéster, y una vez que se forma el primer enlace fosfodiéster, acaba la etapa de iniciación.y comienza asi la siguiente etapa.
Disgregación del promotor
Una vez sintetizado el primer enlace fosfodiéster, se debe deshacer
el complejo del promotor para que quede limpio para volver a funcionar
de nuevo. Durante esta fase hay una tendencia a desprenderse el
transcrito inicial de ARN y producir transcritos truncados, dando lugar a
una iniciación abortada, común tanto en procariontes como eucariontes.
Una vez que la cadena transcrita alcanza una longitud de unos 23
nucleótidos, el complejo ya no se desliza y da lugar a la siguiente
fase, la elongación.
La disgregación del promotor coincide con una fosforilación de la
serina 5 del dominio carboxilo terminal de la ARN polimerasa, que es
fosforilado por el TFII H (que es una proteína quinasa dependiente de ATP)
Elongación
La ARN polimerasa cataliza la elongación de cadena del ARN. Una
cadena de ARN se une por apareamiento de bases a la cadena de ADN, y
para que se formen correctamente los enlaces de hidrógeno que determina
el siguiente nucleótido del molde de ADN, el centro activo de la ARN
polimerasa reconoce a los ribonucleótidos trifosfato entrantes. Cuando
el nucleótido entrante forma los enlaces de hidrógeno idóneos, entonces
la ARN polimerasa cataliza la formación del enlace fosfodiéster que corresponde. A esto se le llama elongación, la segunda etapa de la transcripción del ARN.
Terminación
Al finalizar la síntesis de ARNm, esta molécula ya se ha separado
completamente del ADN (que recupera su forma original) y también de la
ARN polimerasa, terminando la transcripción. La terminación es otra
etapa distinta de la transcripción, porque justo cuando el complejo de
transcripción se ha ensamblado activamente debe desensamblarse una vez
que la elongación se ha completado. La terminación está señalizada por
la información contenida en sitios de la secuencia del ADN que se está
transcribiendo, por lo que la ARN polimerasa se detiene al transcribir
algunas secuencias especiales del ADN. Estas secuencias son ricas en guanina y citosina, situadas en el extremo de los genes, seguidas de secuencias ricas en timina, formando secuencias palindrómicas, que cuando se transcriben el ARN recién sintetizado adopta una estructura en horquilla
que desestabiliza el complejo ARN-ADN, obligando a separarse de la ARN
polimerasa, renaturalizándose la burbuja de transcripción. Algunas
secuencias de ADN carecen de la secuencia de terminación, sino que
poseen otra secuencia a la que se unen una serie de proteínas
reguladoras específicas de la terminación de la transcripción como rho .
No hay comentarios:
Publicar un comentario