Mecanismos de la Expresión Génica: Transcripción, ARN y Factores Reguladores

Tipos de ARN y sus Funciones Esenciales

ARNm (ARN mensajero)

Participa en la síntesis de proteínas. Contiene la información utilizada por los ribosomas para unir los aminoácidos (aa) en el orden adecuado y formar una proteína correcta.

ARNr (ARN ribosómico)

Constituye la estructura de los ribosomas y participa activamente en el proceso de unión para sintetizar las proteínas.

ARNt (ARN de transferencia)

Actúa como adaptador de aminoácidos durante la síntesis de proteínas, transportando los aa hasta los ribosomas.

Estructura del Material Genético

Cromatina

Complejo de ADN y proteínas (Histonas y no histonas).

Nucleosoma

Es la estructura de repetición fundamental de la cromatina. Permite la compactación necesaria para encajar el ADN eucariota en el núcleo, ya que la hebra se acorta varias veces su longitud. Los nucleosomas se encuentran unidos por ADN internucleosómico o ADN ligador, el cual está unido a la Histona H1.

Transcripción: Síntesis de ARN

La transcripción es el proceso de síntesis de ARN y ocurre en el interior del núcleo.

Componentes necesarios para la Transcripción:

• Una cadena de ADN (molde).
• ARN polimerasa.
• Ribonucleótidos trifosfato.

Fases de la Transcripción

1. Iniciación

Comienza cuando la ARN polimerasa reconoce la secuencia de ADN que se va a transcribir, indicando el inicio del proceso en los centros promotores.

Elementos Reguladores

Enhancers (Potenciadores)

No forman parte del promotor. Son puntos de inicio para la unión de la ARN polimerasa y otras proteínas reguladoras.

Complejo de Transcripción

Incluye componentes como: Mediador-Srb, Srb10-cdk, Swin-snf.

La unión de los Factores de Transcripción (FT) basales más los complejos reguladores se denomina Holoenzima.

Factores de Transcripción (FT) Basales

FTIID

Reconoce el promotor.

FTIIA

Estabiliza el complejo entre FTIID y ADN.

FTIIB

Recluta la ARN Polimerasa II y FTIIF.

FTIIF

Ayuda a la Polimerasa II a reconocer el promotor.

ARN Polimerasa II (ARN Pol II)

Cataliza la síntesis de ARN y recluta el FTIIE.

FTIIE

Recluta a FTIIH y regula la actividad helicasa de FTIIH.

FTIIH

Desenrrolla la región promotora.

Ensamblaje del Complejo de Transcripción (Orden de Unión)

1. Unión de FTIID al promotor.
2. Unión de FTIIA.
3. Unión de FTIIB.
4. Unión de FTIIE.
5. Unión de FTIIH.

2. Elongación

Consiste en la adición de sucesivos ribonucleótidos para formar la cadena de ARN. La ARN Polimerasa lee el ADN en dirección 3'→5'. La cadena de ARN sintetizada es complementaria a la hebra de ADN utilizada como molde.

3. Terminación de la Transcripción

La polimerasa encuentra una secuencia que induce la disociación del complejo ADN-ARN y la separación de la enzima. Este proceso implica:

• El cierre de la burbuja formada en el ADN.
• La separación de la ARN Polimerasa del ARN transcrito.

Nota: La ARN Polimerasa transcribe regiones de ADN largas que exceden la longitud de la secuencia que codifica la proteína.

Modificaciones Postranscripcionales

1. Adición del Cap (Caperuza 5').
2. Adición de la cola Poli-A (Poliadenilación 3').
3. Splicing (Corte y empalme).

Endonucleasa

Enzima que corta un fragmento de ARN que contiene la información necesaria para sintetizar la proteína.

Tipos de ARN Polimerasa (Eucariotas)

Definiciones Adicionales

ARN Polimerasa

También conocida como ARN nucleotidiltransferasa.

ARN Polimerasa II

Su fosforilación es crucial, ya que inicia la transcripción por parte de la polimerasa.