Speaker A
Lo que vamos a hacer en este video es ver a profundidad la transcripción.
Explicación detallada de la transcripción y procesamiento del ARNm en células eucariotas y procariotas, enfocándose en la función de la ARN polimerasa.
Key Takeaways
- La transcripción es un paso clave para expresar la información genética en proteínas.
- La ARN polimerasa es esencial para iniciar y llevar a cabo la síntesis del ARNm.
- El procesamiento del ARNm en eucariotas es fundamental para la estabilidad y traducción eficiente.
- Las diferencias entre procariotas y eucariotas en transcripción reflejan la complejidad celular.
- El proceso molecular es rápido y altamente coordinado, ocurriendo constantemente en las células.
Summary
- La transcripción es el proceso de copiar la información genética del ADN al ARN mensajero (ARNm).
- En bacterias, la transcripción ocurre en el citosol y es más simple, mientras que en eucariotas sucede en el núcleo.
- La ARN polimerasa es la enzima principal que sintetiza el ARNm a partir de la cadena molde de ADN.
- La ARN polimerasa se une a una secuencia promotora para iniciar la transcripción.
- La síntesis del ARN ocurre en dirección 5' a 3' y solo se transcribe una de las cadenas de ADN (cadena molde).
- La cadena codificante del ADN tiene la misma secuencia que el ARNm, excepto que el ARN usa uracilo en lugar de timina.
- La transcripción termina cuando la ARN polimerasa llega a una secuencia terminadora, que puede formar estructuras en horquilla en el ARNm.
- En células eucariotas, el pre-ARNm debe ser procesado para convertirse en ARNm maduro, incluyendo la adición de la caperuza 5' y la cola poli-A.
- Estos procesos aseguran la estabilidad del ARNm y facilitan su traducción en proteínas en el ribosoma.
- El video destaca la complejidad y rapidez de estas interacciones moleculares dentro de las células.
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Speaker A
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.
Speaker A
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.
Speaker A
Así que en la transcripción vamos del ADN
Speaker A
al ARN mensajero.
Speaker A
Y en este video nos vamos a centrar en genes que codifican para proteínas.
Speaker A
Así que este primer paso es la transcripción.
Speaker A
De ADN a ARN mensajero.
Speaker A
Y luego, en un video futuro, vamos a profundizar un poco más en la traducción.
Speaker A
Vamos a traducir esa información en una proteína.
Speaker A
Aquí tenemos estos dibujos que nos dan una visión general de la transcripción.
Speaker A
Es un poco más simple en las bacterias. El ADN se encuentra flotando en el citosol
Speaker A
y la transcripción se lleva a cabo.
Speaker A
Se empieza con el ADN, con un gen que codifica para una proteína,
Speaker A
y a partir de este se codifica el ARN mensajero, que es esta línea morada por aquí.
Speaker A
Y el ARN mensajero se puede asociar con el ribosoma.
Speaker A
Y ocurre el proceso de traducción para producir el polipéptido.
Speaker A
Para obtener la proteína.
Speaker A
En las células eucariotas, y vamos a ver esto más a fondo en este video,
Speaker A
la transcripción, el proceso de pasar del ADN al ARNm,
Speaker A
sucede en el interior del núcleo.
Speaker A
Y ocurre esencialmente en dos pasos.
Speaker A
Se pasa de ADN a lo que llamamos pre-ARNm.
Speaker A
Déjame escribir eso.
Speaker A
Pre-ARNm.
Speaker A
Que es este de aquí.
Speaker A
Y este tiene que ser procesado para convertirse en lo que llamamos ARNm.
Speaker A
Que después sale del núcleo para ser traducido en una proteína.
Speaker A
Así que ahora que tenemos este resumen, vamos a profundizar un poco más en el tema.
Speaker A
Para que comprendamos los diferentes actores y entendamos el tipo de procesamiento
Speaker A
que ocurre cuando estamos hablando de una célula eucariota.
Speaker A
Por aquí, vamos a comenzar con un gen dentro del ADN
Speaker A
que codifica para alguna proteína.
Speaker A
Es este de aquí.
Speaker A
Y el actor principal aquí no es el ADN o el ARNm,
Speaker A
sino que va a ser la ARN polimerasa.
Speaker A
Se usa para crear una secuencia de nucleótidos que se convertirá en el ARN mensajero.
Speaker A
Y esta ARN polimerasa necesita saber por dónde empezar.
Speaker A
Y la forma en que sabe por dónde empezar es uniéndose a una secuencia del ADN
Speaker A
conocida como promotor.
Speaker A
Y cada gen va a tener un promotor asociado a él.
Speaker A
Sobre todo si estamos hablando de las células eucariotas.
Speaker A
A veces, es posible que haya un promotor asociado a una colección de genes.
Speaker A
Pero en general, si se tiene un gen, este va a tener un promotor.
Speaker A
Y es así como la ARN polimerasa sabe que se tiene que unir justo ahí.
Speaker A
Una vez que se une, puede separar las hebras o las cadenas de ADN.
Speaker A
Y es bastante interesante, porque cuando vimos a fondo la replicación,
Speaker A
vimos a todos estos actores.
Speaker A
La helicasa, entre otras.
Speaker A
Pero esta enzima, el complejo ARN polimerasa,
Speaker A
separa las hebras y luego codifica para el ARN.
Speaker A
Y lo hace de la misma manera que cuando estudiamos la ADN polimerasa.
Speaker A
Lo hace en una sola dirección.
Speaker A
Solo puede añadir más nucleótidos en el extremo 3 prima.
Speaker A
Así que codifica en dirección de 5 prima a 3 prima.
Speaker A
Como puedes ver, esta flecha se encuentra en el extremo 3 prima del ARN.
Speaker A
Y como se puede ver aquí, cuando hace esto, solo se está codificando la información
Speaker A
complementaria de una de las cadenas.
Speaker A
Pero reflexionemos un poco al respecto.
Speaker A
La cadena con la que el ARN está interactuando, la podemos llamar la cadena molde.
Speaker A
Porque es el lado del ADN, está actuando como una plantilla para la formación del ARN.
Speaker A
Pero si pensamos en la información que el ARN va a codificar,
Speaker A
podemos ver que va a contener la misma información que la otra cadena de ADN,
Speaker A
la cadena codificante.
Speaker A
Ya que estos nucleótidos de aquí, este nucleótido,
Speaker A
va a ser complementario a este de aquí.
Speaker A
Al igual que este nucleótido era complementario a este de aquí.
Speaker A
Y podemos ver eso aquí con mayor detalle si añadimos los nucleótidos.
Speaker A
Así que esta es la cadena molde.
Speaker A
Si tenemos aquí una timina, entonces en el ARN
Speaker A
tendríamos una adenina.
Speaker A
Y mira, en la cadena codificante de ADN, esta cadena de aquí,
Speaker A
también tenemos una adenina.
Speaker A
Esencialmente, la cadena codificante y el ARN terminan siendo la misma secuencia.
Speaker A
Y la única diferencia entre ellas es que en el ARN no se encuentra la timina.
Speaker A
En vez de timina, se puede encontrar una base nitrogenada similar, uracilo.
Speaker A
Pero el uracilo desempeña el papel de la timina,
Speaker A
por lo que esencialmente estamos codificando la misma información.
Speaker A
Así, una vez más, esta cadena inferior está actuando como una plantilla.
Speaker A
Pero el ARN resultante que fue codificado, esencialmente va a tener la misma
Speaker A
información de la cadena codificante.
Speaker A
Solo para que podamos apreciar cómo se ve todo esto,
Speaker A
y pongo la palabra ver entre comillas, ya que es muy difícil realmente poder ver todo esto,
Speaker A
pero se puede apreciar aquí que la enzima ARN polimerasa,
Speaker A
y esto es para un organismo específico,
Speaker A
puede ser muy, muy compleja.
Speaker A
Y es fascinante cómo todo esto interactúa entre sí.
Speaker A
Cada vez que te encuentres estudiando biología, y alguien como yo te dé estas explicaciones
Speaker A
limpias de cómo estas enzimas interactúan con las diferentes macromoléculas,
Speaker A
como el ADN o el ARN,
Speaker A
debes recordar siempre que esto es increíble.
Speaker A
Estamos hablando de estas moléculas que están interactuando entre sí, rebotando unas con otras.
Speaker A
Y todo esto está sucediendo en el interior de las células
Speaker A
de una manera increíblemente rápida.
Speaker A
Deberíamos estar totalmente impresionados por esto.
Speaker A
Está sucediendo en todas tus células en este momento.
Speaker A
Esto es algo bastante increíble.
Speaker A
Muy bien, así que por acá estábamos viendo la elongación de la cadena de ARN.
Speaker A
Y te puedes preguntar,
Speaker A
¿cuándo se va a detener esto?
Speaker A
Pues bueno, esta ARN polimerasa va a seguir avanzando por la cadena
Speaker A
hasta que llega a esta parte azul, a la que llamamos terminador.
Speaker A
Por lo que esta parte es un terminador.
Speaker A
Y hay varias maneras en que se señala a la ARN polimerasa
Speaker A
que es hora de detenerse.
Speaker A
Más particularmente, crea algo que, debido a su estructura, la polimerasa simplemente tiene que soltar o dejar ir.
Speaker A
Uno de los mecanismos que está representado aquí,
Speaker A
es que el ARNm que está codificado, y esto podría suceder en las bacterias,
Speaker A
es que el ARNm que está codificado adopta una estructura en forma de horquilla.
Speaker A
Por lo tanto, tiene que tener los pares de bases complementarios adecuados
Speaker A
para formar esta estructura de horquilla.
Speaker A
Y esta horquilla, junto con las cosas que se encuentran alrededor de la horquilla,
Speaker A
impiden que la polimerasa pueda continuar su avance.
Speaker A
Por lo que el complejo cambia un poco y así suelta la cadena.
Speaker A
O por lo menos, eso es lo que se cree que sucede.
Speaker A
Hay otras formas en que el terminador pudiera actuar, podría tratarse de secuencias
Speaker A
que algunas partes del complejo de ARN polimerasa reconocen y generan un cambio en su conformación
Speaker A
de manera que la ARN polimerasa se desprende.
Speaker A
Si estamos hablando de una célula procariota,
Speaker A
entonces ya terminamos.
Speaker A
Este sería nuestro ARN mensajero que puede ir a un ribosoma
Speaker A
y luego ser traducido en una proteína.
Speaker A
Pero si estamos hablando de una célula eucariota,
Speaker A
entonces tenemos que hacer un poco de procesamiento.
Speaker A
Si fuera una célula procariota,
Speaker A
esto sería nuestro ARNm.
Speaker A
Y si esto es una célula eucariota,
Speaker A
Que ahora tiene que ser procesado.
Speaker A
Y podrías preguntar,
Speaker A
¿cómo va a ser procesado?
Speaker A
Bueno, hay un par de cosas que van a ocurrir.
Speaker A
Algunas cosas van a ser añadidas al inicio y al final del ARNm.
Speaker A
Como la cap 5 prima o caperuza 5 prima.
Speaker A
Esta es una guanina modificada.
Speaker A
Guanina
Speaker A
modificada.
Speaker A
Que va a ayudar en el proceso de traducción conforme los ribosomas se unen a ella.
Speaker A
Y por acá tenemos esta cola poli-A.
Speaker A
Y se llama cola poli-A porque tiene un montón de adeninas en el extremo.
Speaker A
Estos no solo ayudan en el proceso de traducción, sino que ayudan a asegurarse
Speaker A
de que la información sea más resistente, que los extremos del ARNm no sufran daños.
Speaker A
Ahora bien, la otra cosa que necesita ser procesada,
Speaker A
y esta es una de esas cosas fascinantes en la biología evolutiva,
Speaker A
es que en esta secuencia de ARNm, hay partes de la secuencia
Speaker A
que actualmente consideramos como secuencias sin sentido.
Speaker A
Sin sentido.
Speaker A
Y las llamamos intrones.
Speaker A
Y lo puse entre comillas porque en general, en la evolución, es muy raro que las cosas
Speaker A
no tengan absolutamente ningún propósito.
Speaker A
Pero estos no están codificando para la proteína que es codificada por nuestro gen inicial.
Speaker A
Y así, estos son eliminados mediante empalmes y cortes.
Speaker A
No voy a entrar en los detalles de los actores que llevan a cabo estos empalmes y cortes.
Speaker A
Pero como parte de este procesamiento que ocurre en las células eucariotas,
Speaker A
se agrega la cap 5 prima, se agrega la cola poli-A,
Speaker A
y luego se eliminan los intrones.
Speaker A
Y una vez que se han eliminado los intrones, todo lo que queda son los exones.
Speaker A
Por lo que vamos a tener a este, que va a estar conectado a este,
Speaker A
que va a estar conectado a este.
Speaker A
Y esto es lo que obtenemos.
Speaker A
Esto está en una célula eucariota.
Speaker A
Obtenemos este ARNm maduro.
Speaker A
Y eso es lo que tenemos aquí.
Speaker A
Que luego migra fuera del núcleo a un ribosoma en el que puede ser traducido.
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