Transcripció de l'ARN: Procés, Etapes i Diferències Cel·lulars

Transcripció de l'ARN: Un Procés Essencial

Transcripció: Síntesi de l'ARN mitjançant la polimerització de ribonucleòtids, que formen una seqüència complementària a la d'una de les cadenes d'ADN que serveix de plantilla o motlle. Durant la transcripció, es forma una seqüència d'ARN complementària de la seqüència d'ADN de la cadena motlle amb la qual s'aparella. La complementarietat de bases és la mateixa que la de l'ADN (G:C i A:T), amb una excepció: davant l'adenina de la cadena s'hi situa i uneix una molècula d'uracil.

Requisits per a la Transcripció

Perquè hi hagi transcripció cal:

• Molècula d'ADN que serveix de plantilla.
• Quatre tipus de ribonucleòtids en estat trifosfat (ATP, GTP, CTP, UTP).
• Enzims de la classe ARN polimerasa.

ARN Polimerasa: L'Enzim Clau

ARN polimerasa: Enzims que fan la transcripció de tots els tipus d'ARN. Reconeixen els nucleòtids i catalitzen la formació dels enllaços fosfodièster que els uneixen per formar la cadena d'ARN. Es mouen al llarg de l'ADN en sentit 3' → 5' de la cadena.

Etapes de la Transcripció

La transcripció consta de tres etapes:

1. Iniciació
2. Elongació
3. Terminació

Iniciació

L'ARN polimerasa s'uneix a la doble hèlix de l'ADN en una seqüència anomenada promotor, que indica el punt d'inici per a la síntesi de l'ARN. En procariotes, l'ARN polimerasa reconeix el promotor mitjançant el factor sigma. Un cop complerta la seva funció, se separa de l'enzim. En eucariotes, el procés és més complex i necessita la participació de nombroses proteïnes addicionals, els factors de transcripció, que formen el complex de preiniciació.

Promotor: Marca quina de les dues cadenes de l'ADN es fa servir de plantilla, ja que obliga l'ARN polimerasa a unir-se en una orientació donada. Un cop situada adequadament, l'enzim només pot transcriure una de les cadenes d'ADN perquè la transcripció només té lloc en sentit 3' → 5' de la cadena utilitzada. No sempre es transcriu la mateixa cadena d'ADN; uns gens es transcriuen a partir d'una cadena d'ADN i d'altres a partir de l'altra.

Elongació

Un cop s'ha unit al promotor, l'ARN polimerasa obre la doble hèlix i separa les dues cadenes. Una serveix com a plantilla per a l'aparellament amb els ribonucleòtids, i es forma una bombolla de transcripció. L'ARN polimerasa es va movent al llarg de la cadena motlle d'ADN en sentit 3' → 5', i a mesura que avança, afegeix ribonucleòtids a l'extrem 3' de la cadena d'ARN que es va formant. Aquesta etapa continua fins que l'enzim reconeix un senyal de terminació.

Terminació

L'ARN polimerasa reconeix seqüències a la cadena motlle de l'ADN, se separa de l'ADN i allibera l'ARN transcrit.

Transcripció en Cèl·lules Procariotes vs. Eucariotes

Cèl·lules Procariotes

• Un sol tipus d'ARN polimerasa.
• El reconeixement del promotor depèn d'un enzim (sigma).
• Els gens són continus (la seqüència d'ADN que codifica una proteïna és un fragment continu).
• L'ARN polimerasa sintetitza un ARN transcrit primari que ja és un ARN missatger madur i es pot utilitzar per a la traducció.
• ARN missatger policistrònic.
• L'ADN i els ribosomes estan al citoplasma.

Cèl·lules Eucariotes

• Tres tipus d'ARN polimerasa.
• El reconeixement del promotor depèn d'un conjunt de proteïnes que constitueixen el complex de preiniciació.
• Els gens són discontinus; la cadena polipeptídica està interrompuda per seqüències no codificades (introns) i fragments dispersos (exons).
• L'ARN polimerasa sintetitza un precursor d'ARN missatger que inclou introns i exons.
• L'ARN polimerasa II sintetitza un precursor d'ARN missatger que inclou introns i exons (transcrit primari), que ha de passar per un procés de maduració per arribar a formar ARN missatger madur: modificació de l'extrem 5', modificació de l'extrem 3' i eliminació d'introns mitjançant splicing (tall d'introns i unió d'exons) per espliceosomes.
• L'ARN missatger conté informació d'un sol gen (ARN missatger monocistrònic).
• L'ADN està tancat en el nucli i separat dels ribosomes, que estan al citoplasma.
• Els processos de transcripció i traducció tenen lloc en compartiments separats; per traduir l'ARN missatger, s'ha d'exportar al citoplasma a través dels porus de l'embolcall nuclear.