Explique el mecanismo de la transcripción en organismos eucariotas. [1 punto]
La transcripción es la copia de la información contenida en un gen a una molécula de ARN. Ocurre en el núcleo, y de las tres ARN polimerasas eucariotas es la II la que transcribe los genes que codifican proteínas; la I transcribe el ARN ribosómico y la III el de transferencia.
La enzima lee la hebra molde en sentido
y sintetiza el ARN en sentido
, por complementariedad de bases y colocando uracilo frente a la adenina del molde. A diferencia de la ADN polimerasa, no necesita cebador: puede empezar una cadena desde cero.
El proceso consta de cuatro etapas.
Iniciación. Los factores de transcripción reconocen el promotor del gen, una secuencia situada delante de él que contiene elementos como la caja TATA, y reclutan allí a la ARN polimerasa II. La enzima se une al ADN, lo desenrolla localmente y abre una burbuja de transcripción de una decena de pares de bases.
Elongación. La polimerasa avanza sobre la hebra molde añadiendo ribonucleótidos complementarios al extremo
del ARN naciente. La doble hélice se abre por delante de ella y se vuelve a cerrar por detrás, de modo que el híbrido ADN-ARN es siempre corto y el transcrito se va desprendiendo. Las topoisomerasas eliminan las tensiones de superenrollamiento que la apertura genera.
Terminación. La polimerasa reconoce la señal de terminación, se desprende del ADN y libera el transcrito primario o pre-ARNm.
Maduración. Es la etapa que no existe en los procariotas, y la que hace singular a la transcripción eucariota. Comprende tres operaciones: la adición de una caperuza de metil-guanosina en el extremo
, que protege al ARN de las exonucleasas y sirve de señal de reconocimiento para el ribosoma; la adición de una cola de unos doscientos adenilatos en el extremo
, la poliadenilación, que aumenta su estabilidad y facilita su salida del núcleo; y, sobre todo, el corte y empalme o splicing, en el que el espliceosoma —un complejo de ribonucleoproteínas— reconoce las secuencias señalizadoras de los extremos de cada intrón, habitualmente GU y AG, lo corta, lo libera en forma de lazo y empalma entre sí los exones.
Solo entonces el ARN mensajero maduro atraviesa los poros nucleares y pasa al citoplasma para traducirse.
Dos consecuencias de este mecanismo merecen subrayarse. La primera es que la maduración funciona como un control de calidad: los transcritos que no la superan se degradan dentro del núcleo y no llegan a traducirse. La segunda es que el empalme alternativo —conservar unos exones u otros— permite que un mismo gen dé varias proteínas distintas según el tejido o el momento, lo que explica que el número de proteínas de un organismo supere con mucho al de sus genes.