Transcripción
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La Transcripción consiste en la síntesis de ARN tomando como molde ADN y significa el paso de la información contenida en el ADN hacia el ARN. La transferencia de la información del ADN hacia el ARN se realiza siguiendo las reglas de complementaridad de las bases nitrogenadas y es semejante al proceso de transcripción de textos, motivo por el que ha recibido este nombre. El ARN producto de la transcripción recibe el nombre de transcrito.
En las bacterias la transcripción y la traducción tienen lugar en el citoplasma bacteriano y al mismo tiempo, son simultáneas. Sin embargo, en eucariontes la transcripción tiene lugar en el núcleo y la traducción en el citoplasma.
Mediante experimentos de pulso y caza, se suministran precursores radiactivos que marcan específicamente el ARN (uridina tritiada) a las células durante un breve período de tiempo (pulso). Una vez que las células han incorporado la uridina tritiada se transfieren a un medio con precursores sin marcar (caza). De este forma es posible seguir el destino del ARN marcado durante el pulso, ya que la síntesis del nuevo ARN se produce con precursores sin marcar (uridina normal). Las muestras de células tomadas después de la caza, mostraban marcaje en el núcleo, indicando que ARN se sintetiza allí, sin embargo, las muestras de células tomadas después de la caza mostraban el marcaje radiactivo en el citoplasma. Por tanto, parece que el ARN se sintetiza en el núcleo y se transporta posteriormente al citoplasma.
Sumario
Características de la transcripción
- Complementaridad: El parecido entre el ADN y el ARN sugiere que la transcripción probablemente esta basada en las reglas de complementaridad de las bases nitrogenadas al igual que la replicación del ADN. De manera que la ARN polimerasa o enzima encargada de llevar a cabo la transcripción toma como molde el ADN para sintetizar ARN y sigue las reglas de complementaridad, la A del ADN empareja con U del ARN, la G con C, la C con G y la T con A. Existen experimentos que demuestran que la proporción (A+U)/G+C) del ARN es similar a la proporción (A+T)/(G+C) del ADN.
- La dirección en la que las ARN polimerasas sintetizan ARN es siempre 5'P→3'OH, es decir el ARN producto de la transcripción crece solamente en esta dirección. Recuerde que la dirección en la que las ADN polimerasas sintetizan ADN es también la misma 5'P→3'OH.
- Asimetría de la transcripción: la asimetría de la transcripción significa que solamente se transcribe para cada gen una de las dos hélices de ADN, la hélice que se toma como molde para producir el ADN se la denomina hélice codificadora o hélice con sentido y la otra hélice de ADN, la que no se transcribe, se la denomina hélice estabilizadora o hélice sin sentido.
Iniciación de la transcripción
El inicio de la transcripción necesita que el factor σ esté unido al núcleo central de la ARN polimerasa. Existen unas secuencias de ADN específicas y necesarias para que la holoenzima reconozca el lugar de comienzo de la transcripción, dichas secuencias específicas se denominan secuencias promotoras. Pribnow (1975) aisló y secuenció las regiones de ADN que quedaban protegidas por la ARN polimerasa después de someterlas a digestión con ADNasa pancreática. Siguiendo este método se secuenciaron los primeros promotores de fagos como el T7 y l, y del promotor del operón lactosa. Pribnow observó una secuencia de unos 7 pares de bases que se encontraba 10 bases antes de la primera que se transcribe y que aparecía en la mayoría de los fragmentos protegidos por la ARN polimerasa. Esta secuencia se la denominó Caja de Pribnow y es: 5' TATPuATPu 3'
Factores proteicos de transcripción
- Factores basales: necesarios para el comienzo de la síntesis de ARN.
- Factores que actúan aguas arriba: reconocen secuencias consenso cortas situadas antes del punto de iniciación cuya actividad no está regulada, de manera que se unen a cualquier promotor que contenga estas secuencias.
- Factores inducibles: reconocen secuencias consenso cortas o elementos de respuesta situadas antes del punto de iniciación cuya actividad si está regulada. Estos factores inducibles son sintetizados o activados en diferentes tejidos y momentos del desarrollo controlando los patrones de transcripción en diferentes lugares (tejidos) y momentos del desarrollo en los organismos.
Elongación de la transcripción
La elongación de la transcripción no necesita del factor σ, una vez iniciada la trasncripción el factor sigma se suelta y el núcleo central de la ARN polimerasa comienza a sinterizar el ARN en la dirección 5' P → 3'OH a partir de ribonucleósidos trifosfato libres que sirven de sustrato al enzima. Parece ser que se van produciendo desenrollamientos parciales del ADN de la región que se está transcribiendo y que la velocidad de transcripción en E. coli a 37º C es de 2500 ribonucleótidos por minuto (aproximadamente 42 ribonucleótidos por segundo).
Terminación de la transcripción
La terminación de la transcripción en E. coli puede tener lugar por dos mecanismos distintos:
- Existencia de unas secuencias terminadoras de unos 40 pares de bases que contienen una región rica en pares GC seguida por una serie de 6 o más adeninas (A). Cuando esta región del ADN se transcribe da lugar en el ARN a una secuencia rica en pares GC seguida de 6 o más uracilos (U), la región rica en pares GC forma una estructura en forma de horquilla (por autoapareamiento). Este lazo en horquilla seguido de uracilos actúa como señal para la separación de la ARN polimerasa del ADN y terminación de la transcripción.
- Terminación dependiente de la actuación del factor proteico rho (ρ) que es un hexámero formado por 6 subunidades. Los ARN que presentan señales de terminación dependientes de rho (ρ) no suelen presentar el lazo en horquilla seguido de uracilos. Par que se produzca la terminación de la transcripción, el factor rho (ρ) reconocería una secuencia específica del ARN denominada sitio rut y se uniría a ella para posteriormente tirar del ARN y soltarlo de la ARN polimerasa. Las secuencias rut suelen estar un poco antes (aguas arriba) del lugar en el que la ARN polimerasa termina la transcripción.
