Transcripción en Procariotas y Eucariotas: Diferencias y Etapas Clave
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Transcripción en Procariotas
En células procariotas, la transcripción es un proceso relativamente sencillo, catalizado por una única enzima ARN polimerasa. Se desarrolla en cuatro etapas principales:
1. Iniciación
Antes de cada gen que se transcribe, existe una región de ADN no codificante llamada promotor. El promotor contiene secuencias de consenso (secuencias específicas de nucleótidos) a las que se une la ARN polimerasa. También se asocia el primer nucleótido que se va a transcribir. El promotor determina qué cadena de ADN se transcribirá (la cadena molde). Cuando la ARN polimerasa se ha fijado al promotor, desenrolla una vuelta de la doble hélice de ADN e inicia la polimerización del ARN, utilizando una hebra de ADN como molde (la hebra patrón).
2. Elongación
A medida que la ARN polimerasa recorre la hebra de ADN patrón en dirección 3' → 5', se sintetiza una hebra de ARN complementaria en dirección 5' → 3'.
3. Finalización
La transcripción finaliza cuando la ARN polimerasa llega a una secuencia específica de ADN llamada terminador. Esta secuencia, rica en G y C, seguida de T, origina un bucle en el extremo del ARN transcrito. Esto provoca la liberación del ARN y la ARN polimerasa, y el ADN vuelve a formar la doble hélice.
4. Maduración
La maduración depende del tipo de ARN sintetizado:
- ARNm (ARN mensajero): En procariotas, generalmente no hay maduración, y el ARNm puede ser traducido directamente a proteína.
- ARNt (ARN de transferencia) y ARNr (ARN ribosómico): Se sintetizan como un transcrito primario más largo que luego se procesa.
Transcripción en Eucariotas
La transcripción en eucariotas es más compleja que en procariotas y presenta tres características distintivas:
- Diversidad de ARN polimerasas: Existen tres tipos de ARN polimerasa (I, II y III), cada una especializada en la transcripción de diferentes tipos de ARN.
- Genes fragmentados: Los genes eucariotas están fragmentados en exones (secuencias codificantes) e intrones (secuencias no codificantes). Por lo tanto, siempre es necesaria la maduración para eliminar los intrones.
- ADN asociado a histonas: El ADN eucariota está asociado a proteínas llamadas histonas, formando una estructura compacta llamada nucleosoma, lo que añade un nivel adicional de regulación a la transcripción.
La síntesis de ARNm en eucariotas se lleva a cabo en cuatro etapas:
1. Iniciación
El promotor, donde se fija la ARN polimerasa II (responsable de la transcripción de ARNm), consta de secuencias de consenso. Para que la ARN polimerasa II pueda unirse al promotor, primero deben unirse a él unas proteínas llamadas factores de transcripción. Este conjunto de proteínas y ARN polimerasa II se denomina complejo de iniciación de la transcripción.
2. Elongación
El proceso continúa en sentido 5' → 3', de forma similar a la transcripción en procariotas. Se añade una capucha (cap) de metil-guanosina-trifosfato invertida en el extremo 5' del ARN transcrito. Esta capucha protege al ARNm de la degradación y es importante para la traducción.
3. Finalización
La transcripción finaliza cuando se llega a una secuencia específica de terminación en el ADN. Después, la enzima poliA-polimerasa añade una cola de poliA (una secuencia de nucleótidos de adenina) al extremo 3' del pre-ARNm. Esta cola también protege al ARNm y facilita su transporte al citoplasma.
4. Maduración
La maduración del pre-ARNm se realiza en el núcleo y es llevada a cabo por el espliceosoma, un complejo formado por varias ribonucleoproteínas pequeñas nucleares (RNPpn) y otras proteínas. El espliceosoma elimina los intrones (secuencias no codificantes) y empalma los exones (secuencias codificantes) para formar el ARNm maduro. Este ARNm maduro es luego transportado al citoplasma para la traducción.