La transcripción es el proceso por el que se sintetiza una molécula de ARN complementaria de una de las hebras de un gen. Es la primera etapa de la expresión génica: la copia de la información del ADN a un formato que pueda salir del núcleo y ser leído en el citoplasma.
Se desarrolla en tres fases.
En la iniciación, la ARN polimerasa reconoce una secuencia del ADN situada delante del gen, el promotor, se une a ella y abre localmente la doble hélice formando la burbuja de transcripción.
En la elongación, la enzima recorre la hebra molde en sentido
e incorpora ribonucleótidos complementarios, encadenándolos por enlaces fosfodiéster, de modo que el ARN crece en sentido
. La complementariedad es la habitual, salvo que frente a la adenina del molde se coloca uracilo en lugar de timina. A su paso, la doble hélice se cierra de nuevo por detrás.
En la terminación, la enzima alcanza una señal de fin, se libera y el transcrito se separa del molde.
En las células eucariotas el producto directo no es aún funcional: el transcrito primario debe madurar en el núcleo, añadiéndosele una caperuza de metil-guanosina en el extremo
y una cola de poliadeninas en el
, y eliminándose los intrones para empalmar entre sí los exones. Solo entonces el ARN mensajero maduro sale por los poros nucleares.
El código genético es la correspondencia entre la secuencia de bases de los ácidos nucleicos y la secuencia de aminoácidos de las proteínas: el diccionario que permite traducir un lenguaje de cuatro letras a otro de veinte. Su unidad es el codón o triplete, tres bases consecutivas del ARN mensajero. De los 64 codones posibles, 61 codifican aminoácidos y 3 son señales de parada.
Que el código es universal significa que la misma tabla de equivalencias sirve para todos los seres vivos: el triplete AUG codifica metionina en una bacteria, en una planta y en un ser humano. Solo hay excepciones menores, como el ADN mitocondrial. Esta característica es una prueba de peso a favor del origen común de la vida y es, en la práctica, el fundamento de la ingeniería genética: gracias a ella una bacteria puede leer un gen humano y fabricar insulina.
Que el código es degenerado o redundante significa que un mismo aminoácido puede estar codificado por varios codones distintos. Como hay 61 codones para 20 aminoácidos, la mayoría tienen dos, cuatro o hasta seis codones sinónimos, que suelen diferir solo en la tercera base; únicamente la metionina y el triptófano tienen uno. Esta redundancia no genera ambigüedad —cada codón sigue codificando un solo aminoácido— y tiene una utilidad clara: amortigua el efecto de las mutaciones, porque muchas sustituciones resultan silenciosas.
La ARN polimerasa, que en las células eucariotas se desdobla en tres: la ARN polimerasa I sintetiza el ARN ribosómico, la II el ARN mensajero y la III el ARN de transferencia. En procariotas hay una sola.
Su función es reconocer el promotor, abrir la doble hélice, leer la hebra molde y catalizar la formación de los enlaces fosfodiéster entre los ribonucleótidos. A diferencia de la ADN polimerasa, no necesita cebador para empezar, ya que puede iniciar la cadena por sí misma, y carece de actividad correctora, de modo que comete más errores; esto último es asumible porque el ARN es una molécula de vida corta y de la que se hacen muchas copias.