Transcripción en eucariotas

Como en las células procariotas, las células eucariotas también necesitan una ARN polimerasa que se une a una secuencia del gen para comenzar el proceso de transcripción. En las eucariotas es más complejo porque, además, requiere de otras proteínas (o factores de transcripción) para comenzar la transcripción.

Los factores de transcripción son proteínas que se unen a la secuencia promotora y otras secuencias reguladoras para regular (como activador o represor) la transcripción del gen.

Aunque la transcripción en procariotas y eucariotas es muy parecida, algunas de las características de la transcripción en eucariotas son:

• Se necesitan factores de transcripción.
• Existen tres tipos de ARN polimerasa distintos, uno para cada tipo de ARN que se sintetiza.
  • ARN polimerasa I. Interviene en la transcripción del ARN ribosómico (menos el 5 S).
  • ARN polimerasa II. Interviene en la transcripción del ARN mensajero.
  • ARN polimerasa III. Interviene en la transcripción del ARN de transferencia, del ARN ribosómico 5 S y realiza la transcripción de los genes que contienen información para las histonas.

También es necesario que se produzca la transcripción del ADN de mitocondrias y cloroplastos, para lo que existe una polimerasa.

• Todos los ARN formados (ARN transcrito primario) necesitan un proceso de maduración antes de ser funcionales. En la maduración se eliminan los intrones (secuencias sin sentido) y se empalman los exones (secuencias con sentido). Como excepción, los genes que contienen información sobre las histonas no presentan intrones.

Un intrón es una región del ADN que forma parte de la transcripción primaria a ARN pero que, a diferencia de los exones, son eliminados del ARN transcrito maduro, previamente a su traducción.

En el caso de la síntesis de ARNm se distinguen las siguientes etapas:

• Iniciación.
• Elongación.
• Terminación.
• Maduración del ARN.

Iniciación

Igual que en los procariotas, el ADN tiene una región promotora en la que se fija la ARN-polimerasa II, pero en este caso las secuencias de consenso son CAAT y TATA, a distintas distancias antes del punto de inicio.

En eucariotas, unos factores de transcripción (proteínas) tienen que unirse a secuencias específicas del ADN, como la caja TATA del promotor, para facilitar la unión de la ARN polimerasa II y permitir así el inicio de la transcripción.

Elongación

La síntesis del ARN se produce siempre en sentido 5'→3'. Después de haber unido los primeros 30 nucleótidos transcritos, en el extremo 5' se añade una caperuza constituida por una metilguanosina trifosfato, que servirá como señal de inicio en el proceso de traducción y para proteger al ARNm de su degradación por la acción de enzimas nucleasas.

Terminación

El ARNm se sigue sintetizando hasta que la ARN-polimerasa II encuentra la secuencia TTATTT, que es la señal de corte que indica que termina la síntesis de ARN. Se separa el ARN, y una enzima añade al extremo final 3' una secuencia de unos 200 ribonucleótidos de adenina, la llamada cola de poli-A que estabiliza la molécula frente a la degradación por nucleasas.

La transcripción en eucariotas se distingue de la de procariotas por la presencia de Gppp y de colas de poliA.

Maduración

La maduración del ARN se realiza en el núcleo. Como ya se ha comentado, los precursores del ARNm, ARNr, y ARNt, no son funcionales y tienen que tener un proceso de maduración. Cuando se ha terminado este proceso, el ARN ya puede salir del núcleo a través de los poros nucleares y llegar al citoplasma, donde realizará su función.

En la transcripción en eucariotas es necesario un proceso de maduración. Los genes de las eucariotas tienen fragmentos con sentido (exones), que contienen información útil, y fragmentos sin sentido (intrones), que también se transcriben pero que son eliminados posteriormente.

Los intrones se transcriben pero no se traducen, y los exones son los que quedan en el ARN maduro.

Los intrones se eliminan en un proceso de corte y empalme (splicing) en el que los exones se unen para formar la secuencia final del ARN.

El splicing es un proceso molecular fundamental en eucariotas que implica la eliminación de intrones (regiones no codificantes) y la unión de exones (regiones codificantes) en el ARN precursor mensajero para generar un ARN mensajero maduro (ARNm).

La maduración del ARNm se produce en el interior del núcleo para asegurar que el ARN se procese y modifique correctamente antes de ser exportado al citoplasma. Esto incluye la adición de una caperuza en el extremo 5', el empalme para eliminar intrones y la adición de una cola de poli-A en el extremo 3', protegiéndolo de degradación y preparándolo para la traducción en proteínas.

Posible2006, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

By /User:Ravidreams, User:SqueakBox (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gene.png) [Copyrighted free use], via Wikimedia Commons