Transcripción en eucariotas: fases, secuencias reguladoras y tipos de mutaciones génicas

1. Proceso de Transcripción en Eucariotas

La transcripción es la primera fase de la expresión génica, durante la cual se transfiere la información del ADN al lenguaje del ARN. Consiste en la síntesis de una molécula de ARN. En la síntesis del ARN interviene una hebra de ADN que actúa como molde, ribonucleótidos y la ARN polimerasa II.

Fases de la Transcripción:

Iniciación:

Para asegurar que la enzima ARN polimerasa II transcriba genes en el momento preciso, existen en los genes eucariotas 3 clases de secuencias reguladoras: el promotor, las secuencias potenciadoras y las secuencias silenciadoras. Todas ellas se activan mediante una maquinaria proteica formada por varios factores de transcripción.

Secuencias reguladoras:

• El promotor está formado por la secuencia -25 TATA (TATA box), junto con la secuencia -80 CAAT y la secuencia -120 rica en bases GC.
• Los factores proteicos de transcripción que se unen con el promotor son los factores basales y ayudan a la ARN polimerasa II a situarse correctamente en el sitio de iniciación del gen.
• Las secuencias potenciadoras, situadas mucho más lejos, sobre las que se unen los factores activadores de la transcripción.
• Las secuencias silenciadoras, a ellas se unen los factores represores de la transcripción, que impiden la actuación de los factores activadores y disminuyen la velocidad de la transcripción.

Elongación:

La enzima ARN polimerasa II recorre la hebra molde en sentido 3' → 5', mientras que la cadena del ARNm transcrito primario o pre-ARNm continúa creciendo en la dirección 5' → 3', transcribiéndose tanto los intrones como los exones.

Terminación:

La enzima ARN polimerasa II reconoce la secuencia TTATTT de la señal de poliadenilación, localizada en el último exón, que determina el fin de la transcripción y la separación de la cadena de pre-ARNm recién sintetizada de la hebra molde de ADN.

2. Mutaciones Génicas: Causas y Efectos

Las mutaciones génicas son aquellas que afectan a un único gen. ¿Qué causas provocan las mutaciones génicas? ¿Puede este tipo de mutaciones explicar la aparición de nuevos alelos?

Efectos Perjudiciales:

• Mutaciones compatibles con la vida: Existen mutaciones silenciosas que no se expresan, ya que se producen cuando la sustitución de una base por otra no provoca un cambio en la secuencia de la proteína modificada por el gen mutado. Esto es posible porque la mutación puede afectar a un intrón o provocar el cambio en un triplete por otro sinónimo. La degeneración del código genético es una ventaja. Otras mutaciones sí se expresan y ocasionan alteraciones de la función que desempeñan proteínas, cuyos efectos nocivos pueden ser compatibles con la vida (albinismo).
• Mutaciones letales: Afectan a proteínas encargadas de procesos de trascendental importancia y provocan la muerte de los organismos. Ej: las consecuencias derivadas de la acción de radiaciones ionizantes dependen de la dosis recibida que, a su vez, depende de la intensidad y del tiempo de exposición. Si esta es muy intensa, llegan a romperse los cromosomas y se produce la muerte del individuo.
• Mutaciones carcinógenas: Son responsables de la aparición de un carcinoma (tumor cancerígeno). Determinados agentes mutágenos pueden inducir mutaciones en el ADN que, al cabo de los años, pueden generar un cáncer.
• Mutaciones teratógenas: Provocan graves alteraciones en el ADN del feto que dan lugar a graves malformaciones en el recién nacido. Se producen cuando la madre embarazada ha sido expuesta a determinadas sustancias o a las radiaciones ionizantes.

Efectos Beneficiosos:

Puede ocurrir que la mutación mejore un gen de forma que la nueva proteína modifique ligeramente la conformación espacial de su sitio activo, de manera que adquiera nuevas propiedades y sea capaz de mejorar la función que desempeña. En estos casos esenciales para la evolución de las especies, los individuos portadores de la mutación poseen ventajas adaptativas, por lo que el gen mutado es posible que con el tiempo, y gracias a la selección natural, sustituya al gen salvaje inicial.

La evolución es la consecuencia de la selección natural y consiste en el cambio progresivo de las frecuencias con que aparecen los distintos alelos en el conjunto de genes de la población, de manera que será más frecuente encontrar los alelos correspondientes a las combinaciones génicas más eficaces, pues los individuos que muestren estas combinaciones (genotipos) sobrevivirán mejor y dejarán mayor número de descendientes.