Transcripcion del ARN

Es un flujo unidireccional de información aunque en algunos virus se sintetiza ADN a partir de ARN con la retrotranscripción o transcripción inversa.

EL ARNm

A partir de una cadena de ADN molde se forma una cadena de ARN monocatenario llamado ARNm o mensajero.

El ARNm es un completo reflejo de las bases del DNA, es muy heterogéneo con respecto al tamaño, ya que las proteínas varían mucho en sus pesos moleculares. Es capaz de asociarse con ribosomas para la síntesis de proteínas y poseen una alta velocidad de recambio debido a que se degradaría rápidamente también contienen U en lugar de T.

Los productos de la transcripción no son sólo ARNm sino que también se forma ARNt y ARNr. Dentro del ADN hay genes que codifican para ARNt y ARNr. La replicación y la transcripción difieren en un aspecto muy importante, durante la replicación se copia el cromosoma de ADN completo, pero la transcripción es selectiva, se puede regular as¡ la transcripción del ADN. Secuencias reguladoras específicas indican el principio y el fin de los segmentos de ADN que se tienen que transcribir, as¡ como que cadena se utilizar de molde. La cadena que sirve como molde al ARN es la 3'-5' y se llama con sentido y la otra es la antisentido cuya secuencia coincide con la del ARNm transcrito.

EL ARNt

Los ARNt son relativamente pequeños y monocatenarios. Como mínimo, ocho de los residuos de nucleótidos de todos los tRNA tienen bases modificadas infrecuentes pero que son derivados metilados de las principales. Tienen un residuo de G en el extremo 5', y una secuencia 5'CCA3' en el extremo 3'. Forman una estructura en forma de hoja de trébol concuatro brazos mientras que su estructura tridimensional tiene el aspecto de una L retorcida. En el ARNt est n los anticodones que son tres bases complementarias del ARNm que codifican las proteínas.

EL ARNr

El ARN ribosómico forma parte de los ribosomas y los hay de diferentes coeficientes de sedimentación. En procariotas el ribosoma es de 70 S, siendo su subunidad pequeña de 30 S y la grande de 50 S. La subunidad pequeña está formada por ARNr 16 S, y la grande por ARNr 5 S y 23 S. En eucariotas el ribosoma es de 80 S, siendo su subunidad pequeña de 40 S y la grande de 60 S. La subunidad pequeña está formada por ARNr 18 S, y la grande por ARNr 5 S, 5.8 S y 28 S. Los genes del ARNr actúan como organizadores nucleolares.

ARN POLIMERASA

Es una RNA polimerasa dirigida por ADN. Es una enzima que forma el enlace fosfodiéster en el RNA en crecimiento mediante un ataque nucleofílico al nucleótido entrante. No necesita cebador y sintetiza en dirección 5'-3'.

En procariotas la transcripción y la traducción es simultánea, mientras que las eucariotas requieren primero una maduración del ARNm y después se produce la traducción.

FASES DE LA TRANSCRIPCIÓN

Se requiere una región promotora y otra terminadora. El factor sigma es el factor de la transcripción como figura más arriba. La RNA pol se une al molde en los centros promotores, es decir, en secuencias específicas del ADN para la unión de ARN pol. Poseen una serie de características y reciben el nombre de secuencias consenso. Los promotores están alineados de acuerdo con sus homologías, o secuencias de bases similares que aparecen justo delante de la primera base transcrita llamada punto de iniciación. El factor sigma permite que la enzima reconozca y se una específicamente a las regiones promotoras. En primer lugar la holoenzima busca un promotor e inicialmente se une a ‚l de una manera laxa.

Iniciación

Una vez que sigma se ha unido al promotor, se une el resto de la enzima y se forma una estructura llamada "complejo del promotor cerrado". A continuación se desenrolla un tramo de ADN con lo que queda al descubierto el sitio de iniciación. La RNA pol se fija más fuertemente formando el "complejo del promotor abierto". Cuando entra el segundo nucleótido empieza a formarse el enlace fosfodiéster. Cuando la RNA pol se ha elongado un número pequeño de nucleótidos sigma se separa del núcleo.

Elongación

La RNA pol debe sintetizar ARN. Se sintetiza siempre en dirección 5'-3'. Pero para sintetizarlo se debe desenrollar el ADN una corta distancia llamada "burbuja de replicación". La elongación presenta dos problemas: el dúplex debe enrollarse por detrás y desenrollarse por delante. Así la RNA sigue el sentido de desenrollado y el RNA se enrolla alrededor del dúplex con lo que no se produce superenrollamiento.

Además las topoisomerasas alivian las tensiones eliminando los superenrollamientos. Se da entonces una región infraenrollada por detrás y otra sobreenrollada por delante. El ARN se sintetiza por emparejamiento de bases con una de las cadenas de ADN en una región desenrollada transitoriamente. A medida que la región de desenrollamiento avanza, el ADN de doble cadena se reconstituye por detrás de ella, desplazando al ARN en forma de una cadena polinucleotida simple. Así, hay un momento en el que se forma un híbrido de ADN:ARN.

Terminación

La polimerasa de RNA reconoce también señales de terminación de la cadena. Se dan dos tipos de terminación: directa o mediada por proteínas.

La terminación directa hace referencia a determinadas secuencias palindrómicas que cuando el ARN se transcribe se enrollan en forma de horquilla y pierde estabilidad con lo que la cadena se disocia.Después de la horquilla viene una región de poli(U) que parece actuar como señal para que se suelte la polimerasa de ARN y termine la transcripción.

La terminación mediada por proteínas necesita de la proteína rho que reconoce la señal de terminación. No tienen la cadena de poli(U) cuando se produce este mecanismo. Rho es un hexámero formado por seis subunidades idénticas que aprovecha la hidrólisis de ATP para desencadenar la reacción de terminación. EN primer lugar rho se une a un sitio específico del ARN llamado rut, tras unirse a él rho viaja en dirección 5'-3' hasta que encuentra a la ARN pol y desenrolla el segmento bicatenario RNA-DNA formado, por lo que se libera el RNA y la RNA pol cesando la transcripción.