Transcripción en procariotas y eucariotas

TRANSCRIPCION
La transcripción del ADN es el primer proceso de la expresión genética. La transcripción es el proceso mediante el que se
copia la información contenida en una molécula de ADN a moléculas de ARN.
La transcripción es necesaria para la síntesis de los tres tipos de ARN.
Este proceso permite que cada gen se exprese únicamente en aquellas células en que deba hacerlo y que además las
proteínas se sinteticen cuando se necesiten y en las cantidades que se necesiten.
No existe proceso de corrección por lo que hay más errores.
En el proceso de la transcripción es donde se realiza el control de la expresión del mensaje genético.
La transcripción comienza en lugares específicos del ADN llamados promotores y también existen señales específicas para la
terminación de la transcripción.
La transcripción se produce gracias a la acción de la enzima ARN polimerasa ADN dependiente.
Características de la ARN polimerasa:
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Requiere una molécula molde de ADN (Utiliza una de las dos cadenas del gen que se va a
transcribir)
Se fija a regiones específicas del ADN denominadas regiones promotoras.
Lee el ADN molde en el sentido 3´ 5´
Sintetiza el ARN en el sentido 5´ 3´
Cataliza la formación del enlace éster entre ribonucleótidos. Requiere ribonucleótidos
trifosfatados: la hidrólisis del pirofosfato le proporciona la energía necesaria para el enlace éster.
En procariotas sólo existe una y en eucariotas tres: ARN pol I, II y III.
TRANSCRIPCION EN PROCARIOTAS
En procariotas sólo existe una única ARN polimerasa para la síntesis de los tres tipos de ARN que está constituida por varias
subunidades (dos subunidades α, una β y una β ’)
Clásicamente se distinguen tres etapas:
Iniciación
Se necesita un factor de iniciación, σ (sigma), para que la
ARN pol. reconozca la región del promotor (región rica en
A y T) (el promotor indica cual de las dos cadenas se usa
como molde) que se libera al iniciarse la transcripción. Los
promotores se encuentran a la izquierda del punto de
inicio de la transcripción próximos a él.
La ARN pol hace que la doble hélice se abra y se quede
expuesta la secuencia de bases del ADN que va a ser
transcrita.
Elongación
La ARN pol se mueve a lo largo de la cadena de ADN en
sentido 3´ 5´ sintetizando ARN. La molécula de ARN se
sintetiza en dirección 5´ 3´. Selecciona el ribonucleótido
cuya base es complementaria a la de la cadena molde.
Utiliza ribonucleótidos trifosfatados desprendiéndose PPi e
incorpora los ribonucleótidos añadiéndolos al extremo
3´OH de la cadena en crecimiento.
Terminación
Al llegar
a la señal de terminación (secuencia
palindrómica) se finaliza la transcripción. El ARN forma una
horquilla, que por alguna razón hace que la polimerasa se
separe del ADN molde y se interrumpa la síntesis del
ARNm. En algunos casos para reconocer esa secuencia se
requiere otro factor proteico, ρ (rho).
El ARNm está listo para la traducción.
Los ARNr y ARNt necesitan maduración. La maduración de los ARNt supone la modificación de algunas bases y la adición del triplete
CCA al extremo 3´. La de los ARNr es compleja y tiene lugar en el nucleolo.
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TRANSCRIPCION EN EUCARIOTAS
Es más complejo e intervienen varios factores proteicos, aunque el mecanismo básico es similar al descrito para procariotas.
Se realiza en el núcleo.
Se requiere siempre un proceso de maduración, ya que excepto en el caso de genes que codifican para histonas, todos los genes
contienen secuencias no codificadoras o intrones.
Existen tres tipos de ARN pol, cada una de ellas con varias subunidades y específica para un tipo de ARN: la ARN pol II es la que
fabrica los ARN mensajeros, ARN pol I especializada fundamentalmente en la síntesis de ARNr y ARN pol III básicamente en la
síntesis de ARNt.
En los genes eucariotas existen tres clases de secuencias reguladoras: el promotor, las secuencias potenciadotas y silenciadoras.
Todas ellas se activan mediante una compleja maquinaria proteica formada por diversos factores de transcripción.
La región del promotor es la más próxima al inicio de la transcripción y a ella se le une la ARN pol. A las secuencias potenciadotas –
situadas mucho más lejos- se les unen los factores activadores de la transcripción los cuales desempaquetan la cromatina al
disgregar los nucleosomas consiguiendo desenrollar la hélice del ADN para que resulte más accesible la región promotora y
además facilitan la unión de activadores y coactivadores ( factores basales). Las secuencias silenciadoras están intercaladas entre
las potenciadotas y a ellas se unen los factores represores de la transcripción que disminuyen la velocidad de transcripción
En el caso de la síntesis de los ARN mensajeros interviene la
ARN pol II, no requiere la presencia del factor σ para
reconocer los promotores; en su lugar intervienen factores
proteicos
y se requieren además activadores y
coactivadores. (factores basales) que ayudan a la ARN pol
a situarse correctamente en el sitio de iniciación.
Al cabo de 30 nucleótidos transcritos se añade una
caperuza de 7 metil guanosina trifosfato al extremo 5´ (que
al parecer protege al ARN de la acción de exonucleasas).
Además esta caperuza es reconocida por los ribosomas
como lugar de inicio de la traducción
Al finalizar la síntesis (al reconocer la secuencia de
poliadenilación) interviene la enzima poli-A polimerasa
que añade al extremo 3´ de 50 a 250 ribonucleótidos de A
(poliadenilación), la llamada cola de poli A originándose lo
que se conoce como transcrito primario o ARN
heteronuclear.
A continuación en el propio núcleo se produce la
maduración del ARNm que consiste en la eliminación de
intrones que supone cortes entre los intrones y los exones,
de manera que las secuencias intrónicas se enrollan en
forma de lazos y se eliminan mientras las secuencias
exónicas se empalman y forman una molécula de ARNm
funcional que se exporta al citoplasma
En el corte de intrones y pegado de exones. (splicing) se
realiza con la ayuda de un conjunto de ribonucleoproteínas
pequeñas (espliceosoma).
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