La expresión génica se concretiza por la transformación de
la información genética desde moléculas de ADN a moléculas de ARN y desde estas
hasta los polipéptidos correspondientes.
Las moléculas de ARN son sintetizadas usando como molde a
segmentos específicos de ADN, en la reacción de polimerización que es catalizada
por la enzima conocida como ARN polimerasa.
Debemos tener en cuenta antes de sumergirnos en el proceso
de transcripción:
A) Los precursores en la síntesis de ARN (unidades
estructurales) son cuatro ribonucleótidos trifosfatados: rATP; rCTP; rGTP; rUTP
B) La secuencia de bases, del ARN a polimerizar, esta determinada por medio de la secuencia de
bases de la molécula de ADN utilizada como molde para su síntesis. He ahí que
se la denomine Cadena Molde de ADN.
C) La cadena de ARN crece en dirección 5’ – 3’. Esta dirección
coincide con la síntesis de ADN.
D) La ARN polimerasa, a diferencia de la ADN polimerasa, es
capaz de iniciar su síntesis sin la presencia de ningún tipo de molécula
cebadora.
6.1 Etapas en la síntesis del ARN mensajero.
Con la finalidad de ordenar el estudio de la transcripción, dividiremos la misma en
cuatro etapas fundamentales:
1° etapa- UNIÓN de la ARN polimerasa al ADN
2° etapa- INICIACIÓN de la síntesis
3° etapa- ELONGACIÓN de la cadena de ARN mensajero
4° etapa- TERMINACIÓN de la síntesis y liberación de la cadena de ARNm.
1° ETAPA- UNIÓN DE LA ARN POLIMERASA AL ADN
Se mencionó anteriormente que la ARN polimerasa se unía a un sitio específico del ADN denominado
Promotor. La enzima es capaz de reconocer este sitio del ADN y,
convenientemente, abrir localmente las cadenas de ADN para poder leer la cadena
molde. Es de esperarse entonces que, el sitio de contacto con la Holo enzima
tuviese regiones comunes a todos los Promotores. Se ha comprobado que estos
sitios mencionados contienen secuencias de bases comunes, a las que se las ha
denominado “Secuencias de Consenso”. Por mera convención entre los científicos,
se considera que el sentido de la transcripción de un gen determinado es hacia
la derecha. Al punto en el cual se inicia este proceso se lo denomina “punto 0”. Con números negativos se señalan
las bases ubicadas a la izquierda del punto 0. Con el mismo criterio, se
señalan con números positivos a las bases ubicadas a la derecha del punto 0.La
secuencia de consenso más importante y mejor estudiado, comprende seis bases y
su centro está ubicado a diez bases a la izquierda del punto de inicio (-10).
La secuencia de consenso es TATAAT y se la denomina “TATA box o Caja Pribnox”. Esta caja es
responsable de orientar a la ARN polimerasa en la dirección de síntesis de ARN
y es la región en la cual la doble hélice se abre para formar el Complejo
Promotor Abierto. El hecho de que la TATA box contenga las bases A-T no es mera
casualidad, ya que estas se unen con sus complementarias por medio de dos
enlaces del tipo Puente de Hidrógeno, lo cual implica un menor gasto de energía
para la apertura del ADN.
2° ETAPA- INICIACIÓN DE LA SÍNTESIS
La iniciación se produce mediante la unión de la ARN
polimerasa (Holo enzima) al ADN de doble cadena. Para que la cadena molde esté
disponible para el apareamiento de bases
con los ribo nucleótidos, las dos cadenas de ADN deben separarse. El
desenrollamiento es local y se produce cuando la Holo enzima contacta con la
TATA Box.
Una vez que el complejo promotor se encuentra abierto, la
ARN pol. Comienza la síntesis. La fase de iniciación no se completa hasta que
se hallan polimerizado los primeros seis ribo nucleótidos.
3° ETAPA- ELONGACIÓN DE LA CADENA DE ARN MENSAJERO
Después que se han colocado los primeros seis ribo
nucleótidos, la ARN polimerasa sufre un cambio en su conformación, perdiendo la
sub unidad σ. Se continúa la síntesis en el estado de Core anteriormente
descrito. El Core se mueve a lo largo del ADN colocando los ribo nucleótidos
complementarios a la cadena de ADN molde, abriendo la hélice a medida que se
desplaza. Los ribo nucleótidos se unen al extremo 3’ de la cadena de ARN en
crecimiento, formándose un Híbrido
ARN-ADN en la región desenrollada, el cual se mantiene estabilizado mediante
enlaces puente de Hidrógeno. El híbrido tiene una longitud aproximada de 12 pb
y el nuevo ARN es liberado de estas uniones cuando el ADN recupera su estado de
doble hélice por desplazamiento del Core.
4° ETAPA- TERMINACIÓN DE LA SÍNTESIS Y LIBERACIÓN DE
LA CADENA DE ARNm
La terminación ocurre en una secuencia determinada del ADN,
denominada Secuencia Terminadora. En este punto, la enzima deja de añadir los
ribo nucleótidos a la cadena de ARN en crecimiento, liberando el producto
terminado y disociándose del ADN.
La terminación requiere que todos los enlaces Puente de
Hidrógeno, que mantenían al Híbrido ARN – ADN, se rompan volviéndose a
reconstituir el ADN dúplex.
Las secuencias terminadoras muestran las siguientes
similitudes:
i) Todas contienen secuencias Palindrómicas
justo antes del punto de terminación. El palíndromo está caracterizado
por poseer repeticiones inversas conteniendo un segmento central no
repetido (ej. ATCATCGACTA).
ii) La secuencia palindrómica continúa con una secuencia de
pares A-T, las cuales producen en el ARN mensajero una secuencia de 6 a 8
Uracilos en el extremo transcrito.
Literatura Citada.
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