La transcripción

El ADN de las células eucariotas se encuentra situado en el núcleo celular, mien- tras que la maquinaria para la síntesis de proteínas se halla en el citoplasma.

El ADN nunca sale del núcleo de la célula. Luego, ¿cómo es posible utilizar la información del ADN para sintetizar nuevas proteínas?

El proceso de transcripción consiste en sintetizar una molécula de ARN sobre un molde de ADN. Como resultado de este proceso obtendremos una molécula de ARNm que es complementaria a la secuencia especifica del gen de una de las dos cadenas de la molécula de ADN.

Cuando se sintetiza el ARN se utiliza el principio de complementariedad de bases, teniendo presente que en lugar de timina se utilizará como base el uracilo.

Tenemos que tener presente que el ARN es sintetizado en el núcleo de la célula y migrará al citoplasma para poner en marcha el proceso de traducción. En general, pode- mos decir que la cantidad de ARN es proporcional a la de proteína sintetizada.

La molécula que dirige la transcripción es la ARN polimerasa. Tal como veremos en el apartado de regulación genética, se ha podido comprobar que en células euca- Figura 65. Imaginemos que vamos a una biblioteca y nos interesa la información específica que encontramos en un grueso libro de 2000 páginas. Sólo nos interesa una pequeña parte del libro (unas 20 páginas del mismo). Nos disponemos a obtener el libro mediante un préstamo bibliote- cario y nos damos cuenta que se trata de una obra que está excluida de préstamo. Por ello, nos dirigimos a una de las máquinas fotocopiadoras de la biblioteca y realizamos una copia sólo de las páginas que nos interesan. Las fotocopias no son iguales que las páginas originales del libro: el libro tiene imágenes en color, las fotocopias son en blanco y negro, las páginas del libro son sati- nadas, las fotocopias son en papel reciclado, etc. De todas formas, la información que contiene el libro es la misma que la que contiene las fotocopias. Las fotocopias las podemos sacar de la biblio- teca y las podemos utilizar para obtener la información que necesitemos. Una vez utilizadas, nos podemos deshacer de ellas y podemos reciclar el papel. Con la información genética sucede algo similar. El ADN no puede salir del núcleo celular, con lo cual la información codificada en el ADN se tiene que transcribir en ARN (es como si lleváramos a cabo la fotocopia de la información que necesitamos del libro que no puede salir de la biblioteca). No se transcribe todo el ADN, sólo transcribimos a un ácido ribonucleico (ARNm) la información de una secuencia de aminoácidos (gen). El ARNm puede salir fuera del núcleo a través de los poros nucleares (podemos sacar la informa- ción –fotocopias- de la biblioteca y utilizarla).

riotas, existen tres ARN polimerasas para llevar a cabo el proceso de transcripción (ARN polimerasa I, ARN polimerasa II, ARN polimerasa III). El promotor para cada tipo de ARN polimerasa se acopla a diferentes factores de transcripción.

Este proceso empieza cuando el ARN polimerasa se une a la doble hélice de ADN en un lugar determinado (región de la cadena molde), llamado promotor. Los promo- tores contienen secuencias específicas de ADN (como la caja TATA) que son críticas para la unión de la enzima. En este promotor se deben haber unido una serie de seña- les, que son las que activan el proceso y lo promueven. La transcripción termina cuando la ARN polimerasa alcanza una región especifica del ADN ubicada al final del gen (señal de parada de la transcripción). La hebra de ARN sintetizada se libera y el ARN polimerasa se separa pudiéndose unir a otra secuencia promotora. Tal como hemos visto, no todo el ADN se transcribe en mensajero.

Figura 66. Imaginemos que queremos sintetizar una proteína determinada, como por ejemplo la queratina. En la molécula de ADN tendremos un fragmento que tendrá la información necesaria para sintetizar la queratina, es el gen de la queratiTna. Ese gen se transcribe en ARN mensajero y después éste saldrá del núcleo para sintetizar la queratina a partir de determinados aminoácidos.

Figura 67. Esquema del pro- ceso general de la transcrip- ción. Podemos ver cómo se une el ARN polimerasa al ADN y la síntesis del ARN mensajero.

El transcrito primario se modifica de forma previa a la traducción. De forma que se eliminan las secuencias intercaladas no codificantes (intrones) y se unen los exo- nes. El trascrito de ARN se modifica inicialmente mediante la adición de una cape- ruza de 7-metil-guanosina (7mG) en el extremo 5’ y de una cola de poli A en el exte- mo3’. Estas modificaciones son esenciales para que el trascrito de ARN pueda seguir siendo procesado y pueda ser trasportado al citoplasma celular que es donde se pon- drá en marcha la traducción.

Figura 68. Esquema inicial de los primeros estadios del proceso de transcripción (adaptada de Klug y col., 2006).

Figura 69 Procesamiento del ARNm (adaptada de Del Abril y col., 2001).

Figura 70. Resumen del proceso de transcripción catalizado por el enzima ARN polimerasa (adap- tada de Purves y col., 2001).

Figura 71. Diferentes tipos de procesamiento del trascrito primario (adaptada de Del Abril y col., 2001).

La secuencia de nucleótidos que conforman el pre-ARNm puede modificarse antes de la traducción (edición del ARN). Principalmente, se han estudiado dos tipos dife- rentes de mecanismos de edición del ARN: edición por inserción/deleción y edición por sustitución. Tal como hemos visto, no todo el ADN se transcribe en mensajero. Éste también se trascribe en ARN ribosómico y de transferencia. De igual forma, los ARN ribosómicos y de transferencia también experimentan el proceso de maduración que experimenta el mensajero. Por ejemplo, se ha podido comprobar que en células eucariotas, los ARN ribosómicos 18S, 28S y 5,8S provienen de un mismo trascrito primario.

En el apartado de regulación de la expresión génica se detallarán algunos aspec- tos importantes relacionados con la síntesis del ARN.