Transcripción

TRANSCRIPCIÓN DEL ADN
Distinguiremos bien los tres procesos:
Es la síntesis de una molécula de ARN, a partir de un
fragmento del ADN. El ARN es una copia
complementaria de la información o secuencia del
ADN; podemos decir que la transcripción es el paso de
una secuencia de ADN a una secuencia de ARN.
Este mecanismo permite que la información del DNA
salga del núcleo, copiada en forma de RNA.
REPLICACIÓN
TRANSCRIPCIÓN
TRADUCCIÓN
No se transcribe todo el ADN
-Hay secuencias de ADN dentro de los genes que no se transcriben pero que indican dónde debe de
comenzar y terminar la transcripción. Se llaman intrones. Los exones son las secuencias que se
transcriben.
-Los genes que forman ARNm se transcriben y luego se traducen porque son los que tienen la
información de cómo deben de colocarse los aminoácidos para formar la proteína.
-Hay genes que se transcriben pero no se traducen porque su única función es formar ARNr y ARNt,
que colaboran en la síntesis de proteína pero sin llevar información para los aminoácidos.
Elementos que se necesitan en la transcripción:
-DNA original que servirá de molde para ser copiado.
- Ribonucleótidos trifosfato (A,G,C y U)
-RNA-polimerasa: sintetiza la cadena formando los enlaces fosfodiester.
Las enzimas ARN-polimerasas ( ARN-pol) tienen las siguientes características:
- Enlazan ribonucleótidos (tienen ribosa y bases A,G,C y U).
-Utilizan como molde una de las cadenas del fragmento de ADN y unen ribonucleótidos en sentido
5'3'.
-La hebra de ARN sintetizada (roja) tiene la misma secuencia del ADN que no se transcribe.
- Se originan los diferentes tipos de RNA.
Distinguimos dos mecanismos de transcripción según se trate de bacterias o de células eucariotas:
TRANSCRIPCIÓN EN PROCARIOTAS
En procariotas sólo existe un tipo de ARNpol., que sintetiza los tres tipos de ARN. Las fases son:
1- Iniciación: Delante del ADN que tiene que transcribirse hay una región que no se transcribe,
llamada PROMOTOR, a la que se une la ARNpolimerasa. El promotor indica cuál de las cadenas va a
ser transcrita.
A continuación de estos nucleótidos se
encuentra la región estructural, la que va
a transcribirse, pues son los genes que
codifican la síntesis de proteínas.
Para que la ARN pol. reconozca al promotor adecuado, las bacterias poseen unas proteínas específicas que son los
factores sigma. La ARN polimerasa se une a un factor
, que permite su unión al promotor.
Tras unirse al promotor, la ARN pol está en
condiciones de separar las dos hebras del ADN y
comenzar su 'trabajo' (polimerización de ARN). Los
ribonucleótidos se añaden en sentido 5'-3', leyendo la
cadena en sentido3'-5', y no se requiere ningún
cebador.
2- Elongación o alargamiento: La RNA-polimerasa
continúa añadiendo ribonucleótidos complementarios al
DNA en el sentido indicado. El proceso continúa a una
velocidad de 40 nucleótidos por segundo.
3- Terminación: La transcripción termina cuando la
enzima llega a una secuencia llamada terminador. Se
trata de una determinada secuencia del ADN rica en G
y C...TTTTT, que hace que se forme bucle y actúa
como 'señal stop'. En este momento, el ADN vuelve a
su forma normal y el ARN queda libre. Es secuencia
palindrómica (se lee igual de derecha a izquierda que
al revés)
Cuando el ARN transcrito es el mensajero, puede
traducirse directamente y formar una proteína. Los
otros dos suelen sufrir un proceso de ruptura en fragmentos más pequeños.
TRANSCRIPCIÓN EN EUCARIOTAS
El proceso es más complejo porque:
- el ADN está asociado a histonas y hay que desempaquetarlo.
- Hay tres tipos de RNA-polimerasa: ARN-pol I, que sintetiza los ARNr; ARN-pol II, que sintetiza
los ARNm y ARN-pol III, que sintetiza los ARNt.
-El ADN contiene secuencias
codificadoras (exones) y otras
sin sentido (intrones). Por ello,
en eucariotas, se necesita
una
cuarta
fase
de
Maduración de los productos
de la transcripción, en la que
se eliminan los intrones del
RNA y quedando los exones
libres para ser unidos por una
RNA-ligasa.
(La maduración la realiza la enzima
ribonucleoproteína pequeña nuclearRNPpn-)
En la imagen se observa un error
en el orden de sucesos. Lo
reconocerás cuando termines el
tema.
En la trascripción de eucariontes se distinguen las siguientes fases:
a) INICIACIÓN: La ARN-pol reconoce en el ADN que se va a transcribir una región que indica el
inicio del proceso: el PROMOTOR. Para sintetizar el ARNmensajero, a esta región se une la ARNpolimerasa II y desenrolla una vuelta
de hélice al ADN con lo que la hebra
del ADN que actuará como molde queda
al descubierto y podrá ser leída por el
enzima. En eucariotas, el promotor
tiene una secuencia de bases:TATA,
entre otras.
b) ELONGACIÓN: En esta etapa se
van añadiendo los ribonucleótidos en
sentido 5'3' mediante enlaces éster,
y la cadena de ARN se va formando
gracias a la ARN-pol. Cuando ya se
han añadido unos 30 ribonucleótidos,
en el extremo 5’ se une un nucléotido
modificado de guanosina (7-metil), que
forma lo que se denomina la “caperuza”
y que sirve para que el RNA no sea
destruido por las nucleasas celulares.
Servirá también para ser reconocido
por los ribosomas como el extremo por
donde se debe iniciar la traducción.
Un mismo gen puede ser transcrito por
varias ARNpol., a la vez, una detrás de otra.
A medida que la enzima se desplaza, el ADN recupera su forma inicial de doble hélice.
c) TERMINACIÓN o finalización:
La ARN-pol continúa añadiendo ribonucleótidos a la cadena de ARN en formación hasta que reconoce
en la cadena de ADN una señal de terminación que indica el final de la transcripción (TTATTT). A
continuación, en la formación del ARNm actúa otra enzima llamada poli-A polimerasa que añade al
extremo 3' del ARNm recién formado una cola poli-A, formada por fragmento de unos 200
nucleótidos de adenina que colaboran en su transporte a través de la membrana nuclear, protegiéndole
(esto ocurre en el ARN mensajero).
MADURACIÓN POSTRANSCRIPCIONAL
Son las transformaciones que sufren los ARN transcritos para hacerse funcionales.
En los procariotas, las moléculas de ARNm transcritas no necesitan ninguna transformación previa a la
traducción. Sin embargo los ARNr y los ARNt precisan de un proceso de maduración para ser
funcionales, en este proceso se cortan en fragmentos más pequeños.
En los eucariotas debido a que los genes contienen exones e intrones, los ARNm transcritos tienen
intercalados intrones (fragmentos sin información) y exones (fragmentos con información), por ello
necesitan pasar por un proceso de maduración en el cual se eliminan los intrones y los exones se
unen entre sí formándose ARNm funcionales, a este proceso se le denomina de corte y empalme. Se
produce en el núcleo y en él intervienen unas enzimas llamadas ribonucleoproteinas pequeñas
nucleolares o espliceosomas RNPpn. Posteriormente las ARN ligasas empalman los exones (E) y forman
el ARNm.
Los RNAm que se forman tienen 7.000 nucleótidos, mientras que en el citoplasma sólo tienen 1.500.
Esto es debido al proceso de maduración que siguen los exones e intrones.
Los ARNr y los ARNt también sufren un proceso de maduración, con modificación de algunas bases.
El ARNm de eucariotas es monocistrónico. Cada ARNm, origina una proteína.
En eucariotas hay una polimerasa en mitocondrias y cloroplastos para traducir su ADN circular
Tras estos procesos se habrá formado un RNA, mensajero, transferente, ribosómico o nucleolar, que
se desplazará hasta el lugar donde llevan a cabo su función, que generalmente es en el citoplasma.
Diferencias en la transcripción entre
procariotas y eucariotas
- Existencia tres tipos de RNApolimerasas en eucariotas: ARN-pol I,
sintetiza los ARNr; ARN-pol II, sintetiza
los ARNm y ARN-pol III, sintetiza los
ARNt.
- En procariotas no hay maduración
porque no hay intrones y exones, aunque
hay procesos de corte y empalme. En eucariotas hay necesidad de que se produzca una
"maduración", un
procesamiento de
algunos RNAs debido
a la existencia de los
intrones.
- En eucariotas
aparecen la -Poli-A
polimerasa y la
caperuza.
- El ARNm de
procariotas puede
originar varias
proteínas
(policistrónico). El
ARNm de eucariotas
es monocistrónico.
Cada ARNm, origina
una proteína.
- Transcripción del ADN circular en mitocondrias y cloroplastos.
Diferencias entre la transcripción y la replicación
1.-La transcripción es selectiva: sólo se transcriben algunas regiones del DNA (los genes)
2.-Cuando se transcribe un gen, se copia una sola hebra del ADN, la hebra molde, con lo que la
secuencia del RNA sintetizado es equivalente (con la sustitución de T por U a la de la hebra que no se
transcribe, llamada hebra codificadora. Esto no quiere decir que todas las secuencias codificadoras se
encuentren en la misma cadena del DNA: hay genes que se transcriben de una hebra y otros en otras
regiones del DNA, que lo hacen de la contraria.
3.-La transcripción es reiterativa: un gen puede transcribirse muchas veces, mientras que la
replicación sólo ocurre una vez antes de la división celular.