Transcripción Genética en Eucariotas: Síntesis de ARNm y Maduración

Transcripción: El Proceso de Síntesis del ARN Mensajero

La transcripción es un proceso fundamental en la biología molecular que consiste en copiar una parte del mensaje genético desde su forma original (ADN) a otra (ARN). Es decir, se trata de la síntesis de una molécula de ARN.

En los organismos eucariotas, todos los tipos de ARN (ribosómico, transferente y mensajero) se transcriben en el núcleo y, posteriormente, se exportan al citoplasma. De todos estos tipos de ARN, nos centraremos en el proceso de síntesis del ARN mensajero (ARNm).

Componentes Clave y Características de la ARN Polimerasa II

En el proceso de transcripción intervienen una cadena de ADN que actúa como molde, ribonucleótidos y la enzima ARN polimerasa II. A continuación, se detallan sus características principales:

• Necesidad de un molde de ADN: Requiere una cadena de ADN como molde. Es importante destacar que la cadena de ADN que no se transcribe se denomina informativa o codificante.
• Direccionalidad de lectura y síntesis: Lee la cadena molde de ADN en sentido 3'-5'. Por lo tanto, la molécula de ARNm se sintetiza en sentido 5'-3', debido a la complementariedad existente entre los nucleótidos del ADN y del ARN.
• Uso de ribonucleótidos trifosfato: Utiliza ribonucleótidos trifosfato, es decir, ribonucleótidos cargados de energía.
• Reconocimiento de promotores: Reconoce secuencias específicas de nucleótidos del ADN, conocidas como promotores, a partir de las cuales comienza su acción. Estos promotores suelen estar formados por la secuencia TATA o la secuencia CAAT.

Etapas de la Transcripción en Eucariotas

En los eucariotas, el proceso de transcripción se desarrolla en el núcleo y transcurre en tres etapas principales:

Inicio

La transcripción comienza cuando la ARN polimerasa II se une al promotor. Al unirse, la ARN polimerasa II provoca la apertura de la cadena de ADN para permitir que quede expuesta la secuencia de bases del ADN y se puedan incorporar los ribonucleótidos que se van a unir.

Elongación

Esta etapa consiste en la adición sucesiva de ribonucleótidos para formar el ARNm. Es llevada a cabo por la ARN polimerasa II, que lee la cadena molde en sentido 3'-5' y sintetiza el ARNm en sentido 5'-3'. Los ribonucleótidos del ARNm son complementarios a la cadena molde.

Tras la unión de los primeros 30 ribonucleótidos, se añade al extremo 5' del ARNm un nucleótido modificado (7-metilguanosina) a modo de caperuza. Esta caperuza posee una doble función:

1. Evitar el ataque de nucleasas que podrían destruir el ARNm.
2. Servir de señal de inicio de lectura para los ribosomas durante la traducción.

Terminación

La ARN polimerasa II reconoce en el ADN secuencias de terminación que indican el final de la transcripción. Tras el reconocimiento de esta señal, la ARN polimerasa II se separa del ADN, la doble hélice de ADN se cierra y el ARNm sintetizado se disocia de la ARN polimerasa II.

La señal de terminación es una secuencia de nucleótidos (AAUAAA), denominada señal de poliadenilación, que aparece en el ARNm poco antes del punto de corte.

Inmediatamente después de la separación del ARNm de la ARN polimerasa II, interviene la enzima poli(A) polimerasa. Esta enzima añade al extremo 3' del ARNm una secuencia de aproximadamente 200 ribonucleótidos de adenina, conocida como cola de poli(A). La finalidad de esta cola es proporcionar estabilidad al ARNm y facilitar su salida al citoplasma.

Maduración del ARNm: Un Paso Esencial Post-Transcripción

Una vez terminada la transcripción, el ARNm resultante aún no puede salir al citoplasma. Antes de ello, debe sufrir una fase de maduración en el propio núcleo. Esta fase es necesaria ya que los genes de los seres eucariotas constan de fragmentos con sentido (exones) y fragmentos sin sentido (intrones) que también se transcriben, pero que deben ser eliminados antes de que el ARNm abandone el núcleo.

Este proceso de eliminación de los intrones y empalme de los exones se conoce como maduración o splicing. Es llevado a cabo por un conjunto de ribonucleoproteínas nucleares pequeñas, también llamadas espliceosomas. Se trata de enzimas constituidas por una parte proteica y por ARN.

Concluida la fase de maduración, el ARNm está listo para salir al citoplasma e iniciar la traducción.