Transcripcion

Transcripción genética

La transcripción es el proceso de obtención de un ARN mensajero (ARNm) a partir del ADN correspondiente a un gen. En cada tipo celular y en cada estado funcional en el que se encuentre la célula se expresan unos genes diferentes. Esto precisa una regulación muy fina que consiga orquestar un funcionamiento complejo de las células orientado a responder adecuadamente a los estímulos externos e internos.

Primero se lleva a cabo la copia de ADN y se obtiene pre-ARNm. Se transcriben tanto los exones (parte codificante de proteína) como los intrones (parte no codificante). La copia de ADN a pre-ARNm se produce nucleótido a nucleótido, incorporando uracilo como base complementaria a la adenina. Como molde se usa una sola cadena de ADN, obteniéndose por tanto pre-ARNm monocatenario. En el núcleo el pre-ARNm sufre un proceso de maduración y una vez maduro sale al citosol donde se traduce a proteína gracias a los ribosomas.

La transcripción la realiza la ARN polimerasa II. La ARN polimerasa II es la principal responsable de copiar la información de los genes pero necesita la participación de muchos otros factores (factores de transcripción, acetilasas de histonas, complejo remodelador de la cromatina) para llevar a cabo este complejo proceso clave en la fisiología celular. El proceso de transcripción se realiza en varias fases

Fase de iniciación de la transcripción. Para que se inicie la transcripción es necesario que el gen esté accesible para lo que la cromatina debe disminuir su grado de empaquetamiento. La acetilación de determinadas lisinas de las histonas favorece la descondensación de la cromatina. El complejo remodelador de la cromatina o CRM (Chromatin-Remodeling-Machine) tiene afinidad por las lisinas acetiladas de las histonas y se une a ellas a través del dominio llamado "Bromodominio". El CRM desorganiza los nucleosomas aumentando el grado de exposición y de accesibilidad de los promotores. Finalmente el mediador, la ARN polimerasa II y los factores de transcripción hacen que se inicie la transcripción.

El promotor de un gen es una región del ADN con unas características especiales que determina el punto en el que la ARN polimerasa comienza a transcribir un gen. Una vez que la ARN polimerasa ha reconocido el promotor y se ha unido a él en primer lugar se forma el complejo de preiniciación. Este complejo está formado por algunos factores de transcripción y la ARN polimerasa II. Después se forma el complejo de iniciación cerrado al unirse otros factores de transcripción y el mediador. Posteriormente se forma el complejo de iniciación abierto gracias a la actividad helicasa de uno de los factores. En este instante comienza la síntesis de ARNm por la ARN polimerasa II a partir del sitio llamado +1 que marca el punto de inicio de la transcripción de un gen. Hasta que el fragmento de ARNm sintetizado no tiene 8-10 nucleótidos el proceso es reversible siendo posible que el complejo se desorganice y la transcripción del gen no se lleve a cabo. A este fenómeno se le conoce como iniciación abortiva. Cuando ya hay un fragmento de ARN de tamaño adecuado, se fosforila el dominio CTD (Carboxi-Terminal Domain) de la ARN polimerasa II. Esta fosforilación, llevada a cabo por el mismo factor que tiene actividad helicasa o por el mediador, es muy importante, ya que desestabiliza las interacciones que tiene la ARN polimerasa II con algunos factores de transcripción favoreciendo su avance rápido transcribiendo el gen.

• Fase de elongación. Durante la fase de elongación el CTD debe seguir fosforilado. En esta etapa, la ARN polimerasa II cataliza la formación de los enlaces fosfodiéster entre nucléotidos. Intervienen otros factores, conocidos como factores de elongación. Sus funciones son disminuir las pausas de la ARN polimerasa II, desorganizar los nucleosomas y favorecer los procesos de corrección de errores. También intervienen factores de transcripción involucrados en la iniciación. En la elongación se fosforila otra posición del CTD. El CTD fosforilado

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