Transcripción eucariota (síntesis de ARN)

Cordial saludo, educando de ciencia de la salud. El día de hoy vamos a ver la transcripción del ADN, es decir, el proceso mediante el cual a partir de una hebra de ADN, vamos a formar una de ARN, que posteriormente viajará al ribosoma para realizar la traducción y síntesis de proteínas. Bienvenidos.

Iniciamos educando. Entonces, tenemos la doble hebra de DNA. Una doble hebra helicoidal donde tenemos cuatro bases nitrogenadas principalmente, porque recordemos que estos ácidos nucleicos están compuestos por miles de nucleótidos y los nucleótidos tienen bases nitrogenadas. Entonces, en color verde tenemos la adenina y en azul tenemos la timina. En morado la citosina y en naranja la guanina. Recordemos que la citosina y la guanina se unen por un triple enlace, es decir, tres puentes de hidrógeno, mientras que la adenina se une con la timina por un doble enlace, es decir, dos puentes de hidrógeno, siempre y cuando fuese DNA, pero si fuese RNA, la adenina se uniría con el uracilo, también por un doble enlace.

Entonces, para la transcripción de entrada es muy importante que tengamos en cuenta una enzima llamada la RNA polimerasa. En las bacterias solamente se maneja una, pero esta este video es basado en un ejemplo eucariota. Entonces, vamos a manejar la RNA polimerasa 1, la RNA polimerasa 2 y la RNA polimerasa 3. Hoy nos vamos a centrar en la más importante que es la número 2. ¿Por qué es la más importante? Porque dependiendo cuál RNA polimerasa sea, va a permitir la síntesis de un RNA diferente. O sea, que la RNA polimerasa 1 nos va a servir para sintetizar al RNA ribosomal. La RNA polimerasa 2 es la encargada de sintetizar al RNA mensajero y la RNA polimerasa 3 es la encargada de sintetizar al RNA de transferencia.

Ahora, vamos a tener la doble hebra de ADN. Al igual que en la replicación, necesitamos abrir la hebra y de eso en la replicación se encargaba la helicasa. Acá también, pero esa función helicasa está dentro de unos factores de transcripción. Entonces, lo primero que se requiere es que tengamos el promotor y el promotor va a estar ubicado acá. Para que ese promotor pueda activar la función helicasa, necesita de unos factores de transcripción, es decir, más específicamente del factor de transcripción 2F y el factor de transcripción 2H. Estos dos factores de transcripción me van a ayudar a que se active la función helicasa, es decir, no actúa como tal una helicasa, sino que se activa una función que va a ser muy pero muy similar y que me va a permitir entonces dividir, dividir como tal la hebra de DNA.

¿Para qué? Para comenzar a implementar ahora sí la hebra de RNA polimerasa para realizar la síntesis de RNA. Ahora, esto empieza también con la tendencia a reasociarse, como lo vimos en la replicación. Ustedes recuerdan que en la replicación se utilizaban las proteínas RPA. Aquí no se utilizan RPA, sino que utilizamos otro factor de transcripción. Va a ser otro factor de transcripción que nos va a ayudar como tal a mantener esas hebras separadas, que va a ser el factor de transcripción 2E. Vamos hasta acá bien. Existe otros factores de transcripción interactuando con el promotor, pero los más importantes son estos tres. A partir de esto, cuando ya tengo esto como tal educandos, va a llegar la RNA polimerasa. La RNA polimerasa 2, porque en este video nos basamos en la síntesis del RNA mensajero y la RNA polimerasa 2 va a ser esta burbuja que estamos pintando acá. Esta RNA polimerasa tiene una subunidad, esto es muy pero muy importante, tiene una subunidad que es una subunidad CTD.

Continuamos educandos. Tenemos aquí ahora sí nuestra hebra abierta, ¿cierto? El promotor, sí, que no es más que una caja TATA, partamos de ahí, que es lo que han visto antes en eucariotas y que se encuentra aproximadamente 10 pares de bases atrás de que comencemos a colocar esto. Entonces, la citosina se sigue uniendo con una guanina. Ahora observen, en este caso tenemos la adenina, ya no se une con una timina, sino se unirá con un uracilo, pero si tengo timina aquí en el ADN, no hay problema, porque lógicamente se va a seguir uniendo con una adenina, ¿cierto? Tenemos la la guanina que es la naranja que se une con una citosina, tenemos la citosina que se unirá con la guanina, tenemos dos adeninas consecutivas que se unirán entonces con sus respectivos uracilos, tenemos una timina que se unirá con su adenina y tenemos una citosina que se unirá con su guanina. Cuando la RNA polimerasa, que es esta, ¿cierto?, ha recorrido esos 10 nucleótidos, se va a fosforilar y esto es muy importante, porque cuando se fosforila, me está indicando que ha empezado el proceso de elongación. Entonces, cuando la fosforilamos, la RNA polimerasa se desprende del promotor, se va a desprender del promotor y va a venir a este otro sector. Se va a parquear acá nuestra RNA polimerasa

con su subunidad más importante que es la CTD, que va a permanecer fosforilada y a partir de acá ya hablamos de que tenemos la fase de elongación. Ahora, la fosforilación va a estar dependiendo de dos factores. Va a estar siendo activada por el factor de transcripción, nuevamente, recuerden que estos factores son muy pero muy importantes cuando hablamos de transcripción, el factor de transcripción 2H y otro factor que es más específico de elongación, que es el P-TEFb. Entonces, luego de eso, la RNA polimerasa va a continuar entonces con su proceso de elongación, es decir, vamos a comenzar a estirar y a estirar nuestra hebra de RNA. ¿Hasta cuándo? Hasta que yo logre la secuencia de RNA que se está necesitando. Entonces, vamos a continuar colocando nucleótidos en la secuencia y ya sabiendo qué color indica cada base, entonces va a ser muy fácil. Entonces, la RNA polimerasa va a continuar colocando los nucleótidos respectivos. Entonces, por acá no vamos a tener problema y esto es a lo que llamamos la fase de elongación. Está actuando la RNA polimerasa, la RNA polimerasa 2, porque recuerden educandos que estamos formando al RNA mensajero. Si fuese el ribosomal, colocaríamos la 1 o colocaríamos la 3 si fuera el RNA de transferencia. Entonces, recordemos que este rosado es el uracilo porque ahora estamos haciendo RNA. Ahora, cuando ya hemos colocado aproximadamente 30 nucleótidos, cuando hemos colocado educandos aproximadamente 30 nucleótidos, vamos a colocar, vamos a colocar en el primer nucleótido, sí, porque acá hay algo que es muy importante mencionar y es que la hebra, la RNA polimerasa la lee de 3 a 5, pero sintetiza, esto es muy importante, la RNA polimerasa va a estar sintetizando de 5 a 3. Entonces, en el primer nucleótido vamos a colocar algo que es una cabeza, vamos a colocar una cabeza de 7 metilguanosina, que es lo que conocemos, vamos a colocar acá en la cabeza del RNA que estamos formando, vamos a colocar una cabeza, vamos a simbolizarlo de esta manera y es lo que ustedes han visto como la cabeza CAP, que es a lo que llamamos caperuza. Entonces, vamos a colocar una cabeza de 7 metilguanosina, que para qué me va a servir. ¿Por qué le estamos colocando esta cabeza en el extremo 5, cierto? Estos 10 no, porque estos 10 hacen parte del complejo de iniciación, no, aquí ahora estamos elongando. Entonces, colocamos la caperuza y esa caperuza sirve para que este RNA pueda viajar al ribosoma y pueda ser detectado por el ribosoma, porque recordemos que este proceso de transcripción lo estamos haciendo en el núcleo. Cuando tengamos el RNA, ese RNA tiene que irse a transportar al ribosoma. Para que el ribosoma lo pueda detectar, depende de esta caperuza. Vamos hasta acá bien. Seguimos colocando, seguimos colocando nucleótidos, vamos ahora a colocarlo más específico.

Ahora, educandos, vamos de esta manera, ¿cierto? Estamos colocando acá nuestros nucleótidos gracias a la RNA polimerasa 2. Colocamos uracilo porque estamos hablando de RNA. No volvimos a colocar timina porque ya no vamos a tener acá en la que estamos formando ADN. Entonces, vamos a comenzar, sí, a colocar y a colocar nucleótidos y cuando ya tenga la secuencia, ¿en qué momento yo puedo parar? Vamos a suponer que vamos a detenernos en este momento. Ustedes recuerdan que esa RNA polimerasa estaba fosforilada, ¿cierto? Cuando yo he llegado al final de la secuencia que quiero obtener, vamos a retirar ese fosfato. Cuando lo retiro, es como si yo le indicase a la RNA polimerasa 2 que es hora de que vuelva otra vez al promotor para comenzar otra secuencia. Entonces, se detiene esto y antes de que se libere, porque este no es nuestro RNA definitivo, antes de eso, tenemos que colocar en el extremo, ojo con esto, tenemos que colocar en el extremo 3, a lo que se llama una cola de poli-A. Es decir, la vamos a colocar también con una RNA polimerasa, pero es una RNA polimerasa que no necesita ningún molde. Es una RNA polimerasa que lo único que va a hacer es a colocar un una cola de aproximadamente 200 adeninas, que es lo que conocemos como cola de poli-A. Entonces, en el extremo 5 tenemos la caperuza. En el extremo 3, en el OH específicamente, tenemos la cola de poli-A y este es nuestro pre-RNA mensajero. Ahora, vamos a borrar acá nuestra secuencia y vamos a tener y a suponer que esta es nuestra secuencia de RNA. Es una cadena sencilla, como ya lo tienen claro, pero ¿qué sucede? Que entre esta secuencia van a haber secuencias que puedan codificar y secuencias que no puedan codificar, es decir, vamos a suponer que de acá acá sí va a codificar y las que codifican las llamamos exones, pero van a haber secuencias educandos, varias que no van a codificar y esas secuencias las vamos a llamar intrones. De tal manera, de tal manera educandos, que es necesario que yo realice la maduración de ese RNA, es decir, se hace indispensable retirar los intrones. Y ese proceso de retirar los intrones recibe el nombre de splicing alternativo. Mediante el splicing alternativo educandos, mediante el splicing alternativo, vamos a retirar los intrones, que son esas secuencias que tenemos de RNA que no son codificantes. Entonces, retiramos los intrones, retiramos esta secuencia, por ejemplo, que no va a codificar, sí, y luego volvemos y formamos el enlace fosfodiéster, es decir, esto va a volver y se va a cerrar. Eso quiere decir que esta base, que recordemos es una citosina, va a pasar para acá, vamos a volver a formar ese enlace fosfodiéster y a volver a cerrar la molécula, ¿listo? Es decir, nos deshacemos, nos deshacemos de los intrones y nos quedamos específicamente con la secuencia codificadora, que va a ser simplemente la que va a tener los exones. Eso quiere decir que nuestro RNA maduro va a ser más pequeño en secuencias que nuestro pre-RNA. Entonces, vamos a tener en un extremo la caperuza, que es una cabeza de 7 metilguanosina y en el otro extremo la cola de poli-A. Entonces, esto recordemos que se encuentra en el núcleo, pero nuestro RNA tiene que viajar, tiene que viajar hasta un organelo, vamos a suponer que este es nuestro organelo y tiene que viajar hasta el ribosoma. Entonces, ¿qué sucede? Que en ese viaje tenemos en el citosol, es decir, en la parte líquida de nuestro citoplasma, vamos a tener unas estructuras a las que llamamos RNAs, es decir, vamos a tener unas enzimas que van a degradar este RNA que se va a ir hacia el ribosoma. Entonces, aquí es lo que me interesa que nos quede claro por qué razón es que colocamos la cola de poli-A. La cola de poli-A la colocamos educandos como si esto fuera un anzuelo. El RNA va a salir del núcleo y cuando sale las RNAs van a ir a atacar a la cola de poli-A primero. Van a destruir la cola de poli-A cuando nuestro RNA salga y la caperuza me ayuda a que se guíe hacia el ribosoma, es decir, la caperuza me indica la dirección, sí, le indica a la cadena para dónde va y la cola de poli-A actúa como un anzuelo, porque si no tuviese la cola de poli-A, las RNAs no destruirían lo que hemos sintetizado, ¿listo? Entonces, luego de eso, el RNA va al ribosoma y ahí vamos a comenzar la traducción.

Eso es todo por hoy, educando de ciencia de la salud. Recuerden, suscribirse, darle me gusta y en los comentarios colocar de qué otros temas quieren que se hagan videos acá en Bioquímica con Marlon. Gracias por su atención, nos vemos en la próxima.