Transcripción y procesamiento del ARNm | Biología | Khan Academy en Español

Lo que vamos a hacer en este video es ver a profundidad la transcripción.

Y a manera de repaso, vimos esto en el video de replicación del ADN y transcripción y traducción del ARN. La palabra transcripción en el lenguaje cotidiano significa copiar algo o reescribir alguna información en otra forma.

Y eso es esencialmente lo que está pasando aquí. La transcripción ocurre cuando tomamos la información codificada en un gen en el ADN y codificamos esencialmente la misma información en el ARN mensajero, o bien ARNm.

Así que en la transcripción vamos del ADN

al ARN mensajero.

Y en este video nos vamos a centrar en genes que codifican para proteínas.

Así que este primer paso es la transcripción.

De ADN a ARN mensajero.

Y luego, en un video futuro, vamos a profundizar un poco más en la traducción.

Vamos a traducir esa información en una proteína.

Aquí tenemos estos dibujos que nos dan una visión general de la transcripción.

Es un poco más simple en las bacterias. El ADN se encuentra flotando en el citosol

y la transcripción se lleva a cabo.

Se empieza con el ADN, con un gen que codifica para una proteína,

y a partir de este se codifica el ARN mensajero, que es esta línea morada por aquí.

Y el ARN mensajero se puede asociar con el ribosoma.

Y ocurre el proceso de traducción para producir el polipéptido.

Para obtener la proteína.

En las células eucariotas, y vamos a ver esto más a fondo en este video,

la transcripción, el proceso de pasar del ADN al ARNm,

sucede en el interior del núcleo.

Y ocurre esencialmente en dos pasos.

Se pasa de ADN a lo que llamamos pre-ARNm.

Déjame escribir eso.

Pre-ARNm.

Que es este de aquí.

Y este tiene que ser procesado para convertirse en lo que llamamos ARNm.

Que después sale del núcleo para ser traducido en una proteína.

Así que ahora que tenemos este resumen, vamos a profundizar un poco más en el tema.

Para que comprendamos los diferentes actores y entendamos el tipo de procesamiento

que ocurre cuando estamos hablando de una célula eucariota.

Por aquí, vamos a comenzar con un gen dentro del ADN

que codifica para alguna proteína.

Es este de aquí.

Y el actor principal aquí no es el ADN o el ARNm,

sino que va a ser la ARN polimerasa.

Se usa para crear una secuencia de nucleótidos que se convertirá en el ARN mensajero.

Y esta ARN polimerasa necesita saber por dónde empezar.

Y la forma en que sabe por dónde empezar es uniéndose a una secuencia del ADN

conocida como promotor.

Y cada gen va a tener un promotor asociado a él.

Sobre todo si estamos hablando de las células eucariotas.

A veces, es posible que haya un promotor asociado a una colección de genes.

Pero en general, si se tiene un gen, este va a tener un promotor.

Y es así como la ARN polimerasa sabe que se tiene que unir justo ahí.

Una vez que se une, puede separar las hebras o las cadenas de ADN.

Y es bastante interesante, porque cuando vimos a fondo la replicación,

vimos a todos estos actores.

La helicasa, entre otras.

Pero esta enzima, el complejo ARN polimerasa,

separa las hebras y luego codifica para el ARN.

Y lo hace de la misma manera que cuando estudiamos la ADN polimerasa.

Lo hace en una sola dirección.

Solo puede añadir más nucleótidos en el extremo 3 prima.

Así que codifica en dirección de 5 prima a 3 prima.

Como puedes ver, esta flecha se encuentra en el extremo 3 prima del ARN.

Y como se puede ver aquí, cuando hace esto, solo se está codificando la información

complementaria de una de las cadenas.

Pero reflexionemos un poco al respecto.

La cadena con la que el ARN está interactuando, la podemos llamar la cadena molde.

Porque es el lado del ADN, está actuando como una plantilla para la formación del ARN.

Pero si pensamos en la información que el ARN va a codificar,

podemos ver que va a contener la misma información que la otra cadena de ADN,

la cadena codificante.

Ya que estos nucleótidos de aquí, este nucleótido,

va a ser complementario a este de aquí.

Al igual que este nucleótido era complementario a este de aquí.

Y podemos ver eso aquí con mayor detalle si añadimos los nucleótidos.

Así que esta es la cadena molde.

Si tenemos aquí una timina, entonces en el ARN

tendríamos una adenina.

Y mira, en la cadena codificante de ADN, esta cadena de aquí,

también tenemos una adenina.

Esencialmente, la cadena codificante y el ARN terminan siendo la misma secuencia.

Y la única diferencia entre ellas es que en el ARN no se encuentra la timina.

En vez de timina, se puede encontrar una base nitrogenada similar, uracilo.

Pero el uracilo desempeña el papel de la timina,

por lo que esencialmente estamos codificando la misma información.

Así, una vez más, esta cadena inferior está actuando como una plantilla.

Pero el ARN resultante que fue codificado, esencialmente va a tener la misma

información de la cadena codificante.

Solo para que podamos apreciar cómo se ve todo esto,

y pongo la palabra ver entre comillas, ya que es muy difícil realmente poder ver todo esto,

pero se puede apreciar aquí que la enzima ARN polimerasa,

y esto es para un organismo específico,

puede ser muy, muy compleja.

Y es fascinante cómo todo esto interactúa entre sí.

Cada vez que te encuentres estudiando biología, y alguien como yo te dé estas explicaciones

limpias de cómo estas enzimas interactúan con las diferentes macromoléculas,

como el ADN o el ARN,

debes recordar siempre que esto es increíble.

Estamos hablando de estas moléculas que están interactuando entre sí, rebotando unas con otras.

Y todo esto está sucediendo en el interior de las células

de una manera increíblemente rápida.

Deberíamos estar totalmente impresionados por esto.

Está sucediendo en todas tus células en este momento.

Esto es algo bastante increíble.

Muy bien, así que por acá estábamos viendo la elongación de la cadena de ARN.

Y te puedes preguntar,

¿cuándo se va a detener esto?

Pues bueno, esta ARN polimerasa va a seguir avanzando por la cadena

hasta que llega a esta parte azul, a la que llamamos terminador.

Por lo que esta parte es un terminador.

Y hay varias maneras en que se señala a la ARN polimerasa

que es hora de detenerse.

Más particularmente, crea algo que, debido a su estructura, la polimerasa simplemente tiene que soltar o dejar ir.

Uno de los mecanismos que está representado aquí,

es que el ARNm que está codificado, y esto podría suceder en las bacterias,

es que el ARNm que está codificado adopta una estructura en forma de horquilla.

Por lo tanto, tiene que tener los pares de bases complementarios adecuados

para formar esta estructura de horquilla.

Y esta horquilla, junto con las cosas que se encuentran alrededor de la horquilla,

impiden que la polimerasa pueda continuar su avance.

Por lo que el complejo cambia un poco y así suelta la cadena.

O por lo menos, eso es lo que se cree que sucede.

Hay otras formas en que el terminador pudiera actuar, podría tratarse de secuencias

que algunas partes del complejo de ARN polimerasa reconocen y generan un cambio en su conformación

de manera que la ARN polimerasa se desprende.

Si estamos hablando de una célula procariota,

entonces ya terminamos.

Este sería nuestro ARN mensajero que puede ir a un ribosoma

y luego ser traducido en una proteína.

Pero si estamos hablando de una célula eucariota,

entonces tenemos que hacer un poco de procesamiento.

Si fuera una célula procariota,

esto sería nuestro ARNm.

Y si esto es una célula eucariota,

Que ahora tiene que ser procesado.

Y podrías preguntar,

¿cómo va a ser procesado?

Bueno, hay un par de cosas que van a ocurrir.

Algunas cosas van a ser añadidas al inicio y al final del ARNm.

Como la cap 5 prima o caperuza 5 prima.

Esta es una guanina modificada.

Guanina

modificada.

Que va a ayudar en el proceso de traducción conforme los ribosomas se unen a ella.

Y por acá tenemos esta cola poli-A.

Y se llama cola poli-A porque tiene un montón de adeninas en el extremo.

Estos no solo ayudan en el proceso de traducción, sino que ayudan a asegurarse

de que la información sea más resistente, que los extremos del ARNm no sufran daños.

Ahora bien, la otra cosa que necesita ser procesada,

y esta es una de esas cosas fascinantes en la biología evolutiva,

es que en esta secuencia de ARNm, hay partes de la secuencia

que actualmente consideramos como secuencias sin sentido.

Sin sentido.

Y las llamamos intrones.

Y lo puse entre comillas porque en general, en la evolución, es muy raro que las cosas

no tengan absolutamente ningún propósito.

Pero estos no están codificando para la proteína que es codificada por nuestro gen inicial.

Y así, estos son eliminados mediante empalmes y cortes.

No voy a entrar en los detalles de los actores que llevan a cabo estos empalmes y cortes.

Pero como parte de este procesamiento que ocurre en las células eucariotas,

se agrega la cap 5 prima, se agrega la cola poli-A,

y luego se eliminan los intrones.

Y una vez que se han eliminado los intrones, todo lo que queda son los exones.

Por lo que vamos a tener a este, que va a estar conectado a este,

que va a estar conectado a este.

Y esto es lo que obtenemos.

Esto está en una célula eucariota.

Obtenemos este ARNm maduro.

Y eso es lo que tenemos aquí.

Que luego migra fuera del núcleo a un ribosoma en el que puede ser traducido.