Transcripción

Trataremos el tema de transcripción del ADN, pero no veremos la maduración del ARN mensajero ni el splicing de este, ya que se tratará en un video aparte.

Si recordamos nuestro dogma de biología molecular, sabemos de que la transcripción es el proceso por donde el ADN es convertido a ARN mensajero.

Es importante recalcar que es ARN mensajero, ya que existen varios tipos de ARN y la mayoría juegan un rol en la expresión genética y síntesis de proteínas. Sin embargo, únicamente el ARN mensajero es traducido a una proteína.

El ARN ribosómico o el ARNr, por ejemplo, es el componente principal de los ribosomas y es esencial para la síntesis de proteínas, pero no es el mensaje que sufre la traducción a una proteína. El ARN de transferencia o ARNt también es esencial para la producción de proteínas, ya que transporta aminoácidos hacia el ribosoma para la síntesis de estas y de las cadenas polipeptídicas, siendo dirigido siempre por el ARNm o el ARN mensajero. Por esto mismo, el ARN mensajero es muy importante, ya que es el que dirige el ensamblaje de proteínas y es por esta razón que sucede la transcripción para tener los planos que nos van a ayudar a seguir el ensamblaje de proteínas.

Bueno, vamos a ver un par de diferencias entre el ADN y el ARN. El ADN, como sugiere su nombre, es un ácido desoxirribonucleico, mientras el ARN es el ácido ribonucleico. ¿A qué se debe la diferencia de este nombre? No es nada más por un grupo hidroxilo en la posición dos de la pentosa. Si vemos, el ARN sí tiene este grupo hidroxilo, mientras el ADN no lo tiene. Por lo mismo, se llama ácido desoxirribonucleico.

Otra diferencia importante que debemos de resaltar es la presencia de purinas y pirimidinas. Ambos, el ADN y el ARN, contienen pirimidinas y purinas. Sin embargo, hay una molécula que solo la encontramos en el ADN y es la pirimidina timina, mientras el uracilo únicamente lo encontramos en el ARN. Por lo tanto, el emparejamiento que conocíamos de adenina con timina se verá en el ARN como adenina con uracilo.

Otra diferencia que podemos ver es de que el ADN se presenta en forma de una doble hélice. Si vemos, tiene una hélice o una hebra que va de forma de 5 prima a 3 prima, mientras la otra se dirige de 3 prima a 5 prima, siendo antiparalela. El ARN, a diferencia, es una hebra única, lo que encontramos de ARN mensajero.

Este es un cambio notorio con el ADN, ya que el ARN, de hecho, es transcrito de una de las hebras del ADN. El ADN está encargada del almacenamiento de información genética, mientras el ARN se encarga de la expresión genética.

Al momento de la transcripción, lo que queremos hacer es tomar la información genética y formar los planos que nos ayudarán a luego producir una proteína. Por lo tanto, si nosotros tenemos nuestra cadena de ADN y lo que necesitamos es únicamente copiar un gen, llamémoslo el gen de la proteína X, no vamos a transcribir toda la secuencia de ADN. Esto sería un gasto de energía. Por lo tanto, lo que nuestro cuerpo hace es que separa las cadenas por medio de qué enzima, la helicasa, que es la misma que se utiliza en la replicación, y si este es el segmento que tiene el gen, vamos a transcribir únicamente este segmento de ADN a ARN mensajero. Por lo tanto, si este segmento que señalamos es el gen X que contiene la información para formar la proteína X, pasaremos esta información a forma de ARN mensajero por el proceso de transcripción, y luego por el proceso de traducción, tendremos como resultado la proteína X, que es la proteína de este gen.

¿Pero cómo inicia todo este proceso? Bueno, cuando separamos la hebra de ADN, tenemos dos hebras. Vamos a tener la hebra codificadora y la hebra molde. La hebra molde es aquella que vamos a utilizar para transcribir nuestro ADN. La hebra codificadora, por lo tanto, tendrá una secuencia idéntica al ARN, solo variando entre los grupos uracilo y timina. Esto lo veremos en la siguiente diapositiva de manera más clara. Ahora, el ADN tiene una región promotora.

Esta región promotora se caracteriza por la caja TATA o la TATA box en inglés. Esta región promotora será reconocida por la ARN polimerasa y ayudará al inicio de la transcripción.

La transcripción sucede siempre desde una región promotora hasta una región terminadora. Esto nos va a indicar de dónde a dónde es que se transcribe el gen. Puede ser bien de 5 prima hacia 3 prima o de 3 prima a 5 prima. Depende dónde esté la región promotora y dónde esté la región terminadora. Por ejemplo, si la región promotora está de este lado y la región terminadora se encuentra al lado contrario, la transcripción sucederá siempre desde la región promotora hacia la región terminadora.

Por último, vemos aquí a la enzima encargada de la transcripción, que es la ARN polimerasa. La ARN polimerasa antes de poder iniciar la transcripción, necesita de varios factores de transcripción, especialmente el factor de transcripción 2D y el factor de transcripción sigma en procariotes.

Y estos factores de transcripción se unen a la región promotora y le indican a la ARN polimerasa que tiene un sitio para poderse unir y iniciar la transcripción. Sin embargo, un factor que necesita la ADN polimerasa para poder actuar es ATP. Como vemos en esta imagen, tenemos aquí la hebra molde de ADN y la hebra codificadora. Ya habíamos mencionado que la hebra codificadora y el ARN son completamente idénticos. Si vemos aquí en esta cadena de ARN que se está formando, tenemos adenina, mientras en nuestra hebra codificadora también tenemos adenina. Tenemos luego uracilo, cosa que no se encuentra en el ADN, por lo que tenemos timina, y de ahí tenemos citosina y del otro lado citosina. La única diferencia entre ambas hebras será la sustitución de los grupos uracilo y timina, dependiendo si estamos hablando de ADN o ARN. A continuación, mostraremos un video explicando el proceso para entenderlo de manera más clara e interactiva.

Para iniciar este proceso se necesita energía, por lo que se utiliza ATP.

En la hebra molde de ADN que se quiere transcribir, existe una región que se llama la región promotora.

Esta región promotora es muy importante, ya que es aquí donde se unirá la ARN polimerasa para la síntesis de ARN.

La región promotora contiene la caja TATA, al igual que una secuencia de 35 nucleótidos.

Esta región es reconocida por varios factores de transcripción, incluyendo el factor sigma, y luego la ARN polimerasa reconoce estos factores y se une a esta región.

La ARN polimerasa se une a la base +1 y luego el factor sigma es liberado cuando se inicia la transcripción del ARN mensajero.

El ARN se seguirá formando hasta que se llegue a una región terminadora. Al llegar a la región terminadora, se termina el proceso de transcripción y tendremos como resultado una hebra de ARN mensajero.