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8.3: Transcripción eucariota - Biología


La transcripción en eucariotas es más complicada, pero sigue las mismas ideas generales. También hace que otros sin traducir ARN como ARNt y una variedad de ARN nucleares pequeños. Todas las ARN polimerasas eucariotas se componen de dos subunidades grandes, aproximadamente análogas a las subunidades β y β 'del RNAP procariota, pero en lugar de solo otras tres o cuatro subunidades, hay más de una docena de subunidades más pequeñas para las holoenzimas de la ARN polimerasa eucariota.

El inicio de la transcripción también es mucho más complicado. No solo existe una gran variedad de promotores reconocidos por RNAP II, sino que tanto RNAP I como RNAP III reconocen promotores con características estructurales particulares.

Las ARN polimerasas eucariotas se denominaron I, II y III en función de su orden de elución a partir de la purificación por cromatografía de intercambio iónico. También se distinguen parcialmente por su sensibilidad a la α-amanitina y venenos relacionados con hongos de la familia de las amatoxinas. RNAP I (y RNAP procariota) es insensible a estas toxinas, RNAP III es algo sensible (KD ~10-6 M) y RNAP II es altamente sensible (KD ~10-8 METRO). Estas toxinas actúan uniéndose a un sitio en la hendidura ARN-ADN e interfiriendo con la translocación del ARN. Es decir, no hay problema para importar un nucleótido o unirlo al nuevo ARN, pero la cadena de ARN no puede moverse a través del sitio activo y permitir que se agregue el siguiente nucleótido.

Uno de los promotores eucariotas de RNAP II más comunes es la caja TATA, llamada así por el motivo altamente conservado que la define. Aunque parece similar a la caja de Pribnow en procariotas, generalmente se encuentra más arriba del sitio de inicio y su posición es mucho más variable. Mientras que la caja de Pribnow está ubicada en -10, la caja TATA puede ubicarse más cerca de -30 +/- 4. Además, en lugar de solo un factor sigma para reconocer el promotor junto con la enzima central de la polimerasa, se reconoce el promotor eucariota por un complejo de múltiples subunidades llamado factor de transcripción IID (TFIID). TFIID se compone de proteína de unión a TATA (TBP) y varios factores asociados a TBP (TAF).

Esta unión del promotor por TFIID ocurre independientemente de la ARN polimerasa II y, de hecho, RNAP II no se unirá a TFIID en este momento. Una vez que el TFIID se ha unido a la caja TATA, dos factores de transcripción más, TFIIA y TFIIB, se unen al TFIID y al ADN cercano, estabilizando el complejo. TFIIF se une a TFIID y TFIIB para permitir el acoplamiento de la ARN polimerasa II. El complejo aún no está listo para comenzar la transcripción: se requieren dos factores más. TFIIE se une a TFIIF y RNAP II, y finalmente, TFIIH se une a RNAP II, proporcionando una actividad helicasa necesaria para separar las dos hebras de ADN y permitir que la polimerasa lea una de ellas. El TFIIH también tiene otra actividad enzimática importante: también es una serina quinasa que fosforila el dominio carboxilo-terminal (CTD) de la ARN polimerasa II. Hay varias serinas en el CTD, y como se fosforilan secuencialmente, el CTD se extiende como una cola (cargada negativamente) y ayuda a promover la separación entre el RNAP II y el TFIID / promotor.

La elongación de la cadena de ARN en eucariotas es muy similar a la de procariotas con la diferencia obvia de que la transcripción ocurre en el núcleo en lugar de en el citoplasma. Por lo tanto, en los procariotas, el ARN se puede usar para la traducción de proteínas incluso cuando todavía se está transcribiendo a partir del ADN. En eucariotas, la situación es significativamente más compleja: hay una serie de eventos postranscripcionales (taponamiento del extremo 5 ', poliadenilación 3' y, a menudo, empalme de ARN) que deben ocurrir antes de que el ARN esté listo para ser transportado fuera del núcleo y puesto a disposición para su traducción en el citoplasma.

La terminación de la transcripción eucariota no está bien descrita en este escrito. RNAP I parece requerir un factor de terminación de unión al ADN, que no es análogo al factor Rho procariótico, que es una proteína de unión al ARN. RNAP III termina la transcripción sin ningún factor externo, y esta terminación generalmente ocurre después de agregar una serie de residuos de uridina. Sin embargo, no parece utilizar la estructura de bucle de horquilla que se encuentra en la transcripción bacteriana independiente de rho. La terminación de los transcritos de RNAP II que codifican proteínas está vinculada a un complejo enzimático que también escinde parte del extremo 3 'del ARN y agrega una cola poli-A. Sin embargo, no está claro cómo interviene el complejo de poliadenilación en la determinación del punto de terminación de la transcripción, que puede estar a más de 1000 nucleótidos más allá del sitio poli-A (p. Ej., El gen de la β-globina en Mus musculus). Tras la terminación y liberación del RNAP II y el ADN molde, el ARN se conoce como la transcripción primaria, pero debe someterse a un procesamiento postranscripcional antes de que sea un ARN mensajero maduro (ARNm) listo para ser exportado al citoplasma y utilizado para la traducción directa. .


Transcripción en eucariotas | Genética

La transcripción se ha definido de varias formas. Aquí se dan algunas definiciones de transcripción. La síntesis de ARN a partir de una sola hebra de una molécula de ADN en presencia de la enzima ARN polimerasa se denomina transcripción. En otras palabras, el proceso de formación de una molécula de ARN mensajero que utiliza una molécula de ADN como plantilla se denomina transcripción.

Los principales puntos relacionados con la transcripción en eucariotas se analizan brevemente a continuación:

El ARN se sintetiza a partir de una plantilla de ADN. El ARN se procesa en ARN mensajero [ARNm], que luego se utiliza para la síntesis de una proteína. El ARN así sintetizado se llama ARN mensajero (ARNm), porque lleva un mensaje genético desde el ADN a la maquinaria de síntesis de proteínas de la célula.

La principal diferencia entre la secuencia de ARN y ADN es la presencia de U, o uracilo en el ARN en lugar de la T, de timina del ADN.

El ARN se sintetiza a partir de una sola hebra o plantilla de una molécula de ADN. El tramo de ADN que se transcribe en una molécula de ARN se denomina unidad de transcripción. Una unidad de transcripción codifica la secuencia que se traduce en proteína. También dirige y regula la síntesis de proteínas.

La cadena de ADN que se utiliza en la síntesis de ARN se denomina cadena de plantilla porque proporciona la plantilla para ordenar la secuencia de nucleótidos en una transcripción de ARN. La cadena de ADN que no participa en la síntesis de ADN se llama cadena codificante, porque su secuencia de nucleótidos es la misma que la de la transcripción de ARN recién creada.

El proceso de transcripción es catalizado por una enzima específica llamada ARN polimerasa. La secuencia de ADN es copiada enzimáticamente por la ARN polimerasa para producir una cadena de ARN de nucleótidos complementaria. En eucariotas, hay tres clases de ARN polimerasas: I, II y III que participan en la transcripción de todos los genes de proteínas.

4. Información genética copiada:

En este proceso, la información genética codificada en el ADN se copia en una molécula de ARN. La información genética se transcribe o copia, desde el ADN al ARN. En otras palabras, resulta en la transferencia de información genética del ADN al ARN.

La expresión de un gen consta de dos pasos principales, a saber, transcripción y traducción. Por tanto, la transcripción es el primer paso en el proceso de regulación de genes o síntesis de proteínas.

6. Dirección de síntesis:

Al igual que en la replicación del ADN, el ARN se sintetiza en la dirección 5 & # 8242 - & gt 3 & # 8242. La cadena de plantilla de ADN se lee 3 & # 8242 & # 8211 & gt 5 & # 8242 por la ARN polimerasa y la nueva cadena de ARN se sintetiza en la dirección 5 & # 8242 - & gt 3 & # 8242. La ARN polimerasa se une al extremo 3 & # 8242 de un gen (promotor) en la hebra del molde de ADN y viaja hacia el extremo 5 & # 8242.

La secuencia reguladora que está antes, o 5 & # 8242, de la secuencia codificante se denomina región no traducida 5 & # 8242 (5 & # 8242 UTR), y la secuencia que se encuentra a continuación, o 3 & # 8242, de la secuencia codificante se denomina 3 & # 8242 región no traducida (3 & # 8242 UTR). La transcripción tiene algunos mecanismos de corrección de pruebas, pero son menos y menos efectivos que los controles para copiar el ADN, por lo tanto, la transcripción tiene una fidelidad de copia más baja que la replicación del ADN.

Mecanismo de transcripción en eucariotas:

El mecanismo de transcripción consta de cinco pasos principales, a saber:

Estos se analizan brevemente de la siguiente manera:

1. Preiniciación:

El inicio de la transcripción no requiere un cebador para comenzar. La ARN polimerasa simplemente se une al ADN y, junto con otros cofactores, desenrolla el ADN para crear una burbuja de iniciación para que la ARN polimerasa tenga acceso a la plantilla de ADN monocatenario. Sin embargo, la ARN polimerasa requiere una secuencia similar a un promotor.

Promotores proximales (centrales):

Los promotores TATA se encuentran alrededor de -30 pb en el sitio de inicio de la transcripción. No todos los genes tienen promotores de caja TATA y también existen promotores sin TATA. La secuencia consenso del promotor TATA es TATA (A / T) A (A / T).

En eucariotas y arqueas, el inicio de la transcripción es mucho más complejo. La principal diferencia es que las polimerasas eucariotas no reconocen directamente sus secuencias promotoras centrales. En eucariotas, una colección de proteínas llamadas factores de transcripción median la unión de la ARN polimerasa y el inicio de la transcripción.

Solo después de la unión de ciertos factores de transcripción al promotor, la ARN polimerasa se une a él. El ensamblaje completo de los factores de transcripción y la ARN polimerasa se unen al promotor, llamado complejo de iniciación de la transcripción. La iniciación comienza tan pronto como se abre el complejo y se forma el primer enlace fosfodiéster. Este es el final de la Iniciación.

El ARN Pol II no contiene una subunidad similar al factor procariótico, que puede reconocer al promotor y desenrollar la doble hélice del ADN. En eucariotas, estas dos funciones las realiza un conjunto de proteínas denominadas factores de transcripción general.

El ARN Pol II está asociado con seis factores de transcripción generales, designados como TFIIA, TFIIB, TFIID, TFIIE, TFIIF y TFIIH, donde & # 8220TF & # 8221 significa & # 8220 factor de transcripción & # 8221 y & # 8220II & # 8221 para el ARN Pol II.

TFIID consta de TBP (proteína de unión a caja TATA) y TAF (factores asociados a TBP). El papel de TBP es unirse al promotor central. Los TAF pueden ayudar a TBP en este proceso. En las células humanas, los TAF están formados por 12 subunidades. Uno de ellos, TAF250 (con peso molecular 250 kD), tiene actividad histona acetiltransferasa, que puede aliviar la unión entre el ADN y las histonas en el nucleosoma.

El factor de transcripción que cataliza la fusión del ADN es TFIIH. Sin embargo, antes de que TFIIH pueda desenrollar el ADN, el ARN Pol II y al menos cinco factores de transcripción generales (TFIIA no es absolutamente necesario) deben formar un complejo de preiniciación (PIC).

3. Autorización del promotor:

Después de que se sintetiza el primer enlace, la ARN polimerasa debe eliminar el promotor. Durante este tiempo, existe una tendencia a liberar la transcripción de ARN y producir transcripciones truncadas. Esto se llama iniciación abortiva y es común tanto para eucariotas como para procariotas.

Una vez que la transcripción alcanza aproximadamente 23 nucleótidos, ya no se desliza y puede ocurrir elongación. Este es un proceso dependiente de ATP. El aclaramiento del promotor también coincide con la fosforilación de la serina 5 en el dominio carboxi terminal que es fosforilado por TFIIH.

Para la síntesis de ARN, se utiliza como molde una hebra de ADN conocida como hebra plantilla o hebra no codificante. A medida que avanza la transcripción, la ARN polimerasa atraviesa la hebra de la plantilla y utiliza la complementariedad de emparejamiento de bases con la plantilla de ADN para crear una copia de ARN.

Aunque las polimeras de ARN atraviesan la hebra plantilla desde 3 & # 8242 - & gt 5 & # 8242, la hebra codificante (sin plantilla) se usa generalmente como punto de referencia, por lo que se dice que la transcripción va desde 5 & # 8242 - & gt 3 & # 8242.

Esto produce una molécula de ARN a partir de 5 & # 8242 - & gt 3 & # 8242, una copia exacta de la cadena codificante (excepto que las timinas se reemplazan con uracilos y los nucleótidos están compuestos de un azúcar ribosa (5 carbonos) donde el ADN tiene desoxirribosa ( un átomo de oxígeno menos) en su esqueleto de azúcar-fosfato).

Después de ensamblar el complejo de preiniciación [PIC] en el promotor, TFIIH puede usar su actividad helicasa para desenrollar el ADN. Esto requiere energía liberada por la hidrólisis de ATP. La fusión del ADN comienza desde aproximadamente -10 pb.

Luego, el ARN Pol II usa nucleósidos trifosfatos (NTP) para sintetizar una transcripción de ARN. Durante el alargamiento del ARN, TFIIF permanece unido a la ARN polimerasa, pero todos los demás factores de transcripción se han disociado del PIC.

El dominio carboxilo-terminal (CTD) de la subunidad más grande de RNA Pol II es crítico para el alargamiento. En la fase de iniciación, la CTD no está fosforilada, pero durante el alargamiento debe fosforilarse. Este dominio contiene muchos residuos de prolina, serina y treonina.

En la transcripción eucariota, el mecanismo de terminación no está muy claro. En otras palabras, no se comprende bien. Implica la escisión de la nueva transcripción, seguida de la adición de As independiente de la plantilla en su nuevo extremo 3 & # 8242, en un proceso llamado poliadenilación.

Los genes de las proteínas eucariotas contienen una señal poIy-A ubicada aguas abajo del último exón. Esta señal se usa para agregar una serie de residuos de adenilato durante el procesamiento del ARN. La transcripción a menudo termina en 0,5-2 kb corriente abajo de la señal poli-A.

Fábricas de transcripción en eucariotas:

Las unidades de transcripción activas que se agrupan en el núcleo, en sitios discretos, se denominan & # 8216 fábricas de transcripción & # 8217. Dichos sitios podrían visualizarse después de permitir que las polimerasas comprometidas extendieran sus transcripciones en precursores marcados (Br-UTP o Br-U) e inmunomarcando el ARN naciente marcado.

Las fábricas de transcripción también se pueden localizar usando hibridación in situ con fluorescencia o marcadas con anticuerpos dirigidos contra polimerasas. Existen

10.000 fábricas en el nucleoplasma de una célula HeLa, entre las que se encuentran

8.000 fábricas de polimerasa II y

2.000 fábricas de polimerasa III. Cada fábrica de polimerasa II contiene

Como la mayoría de las unidades de transcripción activas están asociadas con una sola polimerasa, cada fábrica estará asociada con

8 unidades de transcripción diferentes. Estas unidades pueden estar asociadas a través de promotores y / o potenciadores, con bucles que forman una & # 8216cloud & # 8217 alrededor de la fábrica.

Transcripción inversa en eucariotas:

La síntesis de ADN a partir de una molécula de ARN en presencia de la enzima transcriptasa inversa se denomina transcripción inversa. La transcripción inversa fue informada por primera vez por Temin y Baltimore en 1970, por lo que fueron galardonados con el premio Nobel en 1975. La transcripción inversa también se conoce como Teminismo. Algunos virus (como el VIH, la causa del SIDA) tienen la capacidad de transcribir ARN en ADN.

En algunas células eucariotas, se encuentra una enzima con actividad de transcripción inversa. Se llama telomerasa. La telomerasa es una transcriptasa inversa que alarga los extremos de los cromosomas lineales. La telomerasa lleva una plantilla de ARN a partir de la cual sintetiza la secuencia repetitiva de ADN, o ADN & # 8220junk & # 8221. Esta secuencia repetida de ADN & # 8220junk & # 8221 es importante porque cada vez que se duplica un cromosoma lineal, se acorta su longitud.

Con el ADN & # 8220junk & # 8221 en los extremos de los cromosomas, el acortamiento elimina alguna secuencia repetida o basura, en lugar de la secuencia de ADN que codifica la proteína que está más alejada de los extremos del cromosoma.

La telomerasa a menudo se activa en las células cancerosas para permitir que las células cancerosas dupliquen sus genomas sin perder una secuencia importante de ADN que codifica proteínas. La activación de la telomerasa puede ser parte del proceso que permite que las células cancerosas se vuelvan inmortales.

Papel de los factores de transcripción en eucariotas:

En eucariotas, la asociación entre ADN e histonas impide el acceso de la polimerasa y los factores de transcripción generales al promotor. La acetilación de histonas catalizada por HAT puede aliviar la unión entre el ADN y las histonas. Aunque una subunidad de TFIID (TAF250 en humanos) tiene la actividad HAT, la participación de otros HAT puede hacer que la transcripción sea más eficiente. Las siguientes reglas se aplican a la mayoría (pero no a todos).

(i) La unión de activadores al elemento potenciador recluta HAT para aliviar la asociación entre histonas y ADN, mejorando así la transcripción.

(ii) La unión de represores al elemento silenciador recluta histonas desacetilasas (indicadas por HD o HDAC) para reforzar la asociación entre histonas y ADN.


Iniciación

Los promotores eucariotas que más nos interesan son similares a los promotores procariotas en que contienen una caja TATA (Figura 1). Sin embargo, el inicio de la transcripción es mucho más complejo en eucariotas en comparación con procariotas. A diferencia de la ARN polimerasa procariota que puede unirse a una plantilla de ADN por sí sola, los eucariotas requieren varias otras proteínas, llamadas factores de transcripción, para unirse primero a la región promotora y luego ayudar a reclutar la polimerasa apropiada.

Figura 1 La estructura generalizada de un promotor eucariota y factores de transcripción.

Además, hay tres ARN polimerasas diferentes en eucariotas, cada una de las cuales está formada por 10 subunidades o más. Cada polimerasa de ARN eucariota también requiere un conjunto distinto de factores de transcripción para llevarla a la plantilla de ADN.

ARN polimerasa I se encuentra en el nucleolo, una subestructura nuclear especializada en la que el ARN ribosómico (ARNr) se transcribe, procesa y ensambla en ribosomas. Las moléculas de ARNr se consideran ARN estructurales porque tienen una función celular pero no se traducen en proteínas. Los ARNr son componentes del ribosoma y son esenciales para el proceso de traducción. La ARN polimerasa I sintetiza la mayoría de los ARNr.

ARN polimerasa II se encuentra en el núcleo y sintetiza todos los pre-ARNm nucleares que codifican proteínas. Los pre-ARNm eucariotas se someten a un procesamiento extenso después de la transcripción pero antes de la traducción. Para mayor claridad, el término "ARNm" solo se utilizará para describir las moléculas maduras procesadas que están listas para ser traducidas. La ARN polimerasa II es responsable de la transcripción de la inmensa mayoría de genes eucariotas.

ARN polimerasa III también se encuentra en el núcleo. Esta polimerasa transcribe una variedad de ARN estructurales, incluidos los pre-ARN de transferencia (pre-ARNt) y los pre-ARN nucleares pequeños. Los ARNt tienen un papel crítico en la traducción, sirven como moléculas adaptadoras entre la plantilla de ARNm y la cadena polipeptídica en crecimiento. Los ARN nucleares pequeños tienen una variedad de funciones, que incluyen el "empalme" de los pre-ARNm y la regulación de los factores de transcripción.

Cada uno de los tipos de ARN polimerasa reconoce una secuencia promotora diferente y requiere diferentes factores de transcripción.


ARNm eucariota

Crédito: Kelvinsong (CC-BY-3.0)
Los genes eucariotas a menudo pueden contener intrones (secuencias no codificantes) que se cortan del exones (secuencias de codificación). Esta complejidad permite una mayor variedad de productos genéticos. Los ARNm eucariotas maduros contienen una 5 & # 8242-metil-guanina seguida de una secuencia líder no traducida ( 5 y # 8242-UTR ), las secuencias de codificación ( cds ), una región 3 & # 8242-sin traducir ( 3 y # 8242-UTR ) y un largo tramo de adeninas (cola poliA).


La expresión se mide más fácilmente con ARN ya que la manipulación de ácidos nucleicos es bastante simple con 4 nucleótidos diferentes. En eucariotas, el intermediario de ARN mensajero (ARNm) que se transcribe del ADN contiene una cola poliA que se utiliza para separar estos mensajes de otros tipos de ARN que abundan dentro de las células (como el ARN ribosómico). Mediante el uso de una enzima llamada la transcriptasa inversa (RT) y cebadores compuestos de desoxi-timidinas ( oligo-dT o dT18), el ARNm se puede convertir en una sola hebra de ADN complementaria al ARNm. Este ADN complementario se llama ADNc . El ADNc es muy estable en comparación con el ARNm altamente lábil y se usa para el procesamiento posterior.

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Resumen de la sección

La transcripción en eucariotas implica uno de los tres tipos de polimerasas, según el gen que se transcribe. La ARN polimerasa II transcribe todos los genes que codifican proteínas, mientras que la ARN polimerasa I transcribe genes de ARNr y la ARN polimerasa III transcribe los genes de ARNr, ARNt y de ARN nuclear pequeño. El inicio de la transcripción en eucariotas implica la unión de varios factores de transcripción a secuencias promotoras complejas que normalmente se localizan corriente arriba del gen que se está copiando. El ARNm se sintetiza en la dirección 5 ′ a 3 ′, y el complejo FACT se mueve y vuelve a ensamblar los nucleosomas a medida que pasa la polimerasa. Mientras que las ARN polimerasas I y III terminan la transcripción por métodos dependientes de proteínas o ARN en horquilla, la ARN polimerasa II transcribe 1000 o más nucleótidos más allá de la plantilla del gen y escinde el exceso durante el procesamiento previo al ARNm.

Pregunta adicional de autocomprobación

1. Un científico empalma un promotor eucariota frente a un gen bacteriano e inserta el gen en un cromosoma bacteriano. ¿Esperaría que las bacterias transcribieran el gen?


Estructuras promotoras de las ARN polimerasas I y III

En eucariotas, los elementos promotores conservados difieren para los genes transcritos por las ARN polimerasas I, II y III. La ARN polimerasa I transcribe genes que tienen dos secuencias promotoras ricas en GC en la región -45 a +20. Estas secuencias solas son suficientes para que se produzca el inicio de la transcripción, pero los promotores con secuencias adicionales en la región de -180 a -105 cadena arriba del sitio de inicio mejorarán aún más el inicio. Los genes que son transcritos por la ARN polimerasa III tienen promotores corriente arriba o promotores que se encuentran dentro de los genes mismos.


Elongación y terminación eucariotas

Después de la formación del complejo de preiniciación, la polimerasa se libera de los otros factores de transcripción y se permite que el alargamiento proceda como ocurre en los procariotas con la polimerasa sintetizando el pre-ARNm en la dirección 5 'a 3'. Como se discutió anteriormente, la ARN polimerasa II transcribe la mayor parte de los genes eucariotas, por lo que esta sección se centrará en cómo esta polimerasa logra la elongación y la terminación.

Aunque el proceso enzimático de elongación es esencialmente el mismo en eucariotas y procariotas, la plantilla de ADN es más compleja. Cuando las células eucariotas no se están dividiendo, sus genes existen como una masa difusa de ADN y proteínas llamada cromatina. El ADN está empaquetado firmemente alrededor de proteínas histonas cargadas a intervalos repetidos. Estos complejos de ADN-histonas, denominados colectivamente nucleosomas, están espaciados regularmente e incluyen 146 nucleótidos de ADN enrollados alrededor de ocho histonas como un hilo alrededor de un carrete.

Para que se produzca la síntesis de polinucleótidos, la maquinaria de transcripción necesita apartar las histonas cada vez que encuentra un nucleosoma. Esto se logra mediante un complejo de proteínas especial llamado FACT, que significa "facilita la transcripción de la cromatina". Este complejo separa las histonas de la plantilla de ADN a medida que la polimerasa se mueve a lo largo de ella. Una vez que se sintetiza el pre-ARNm, el complejo FACT reemplaza las histonas para recrear los nucleosomas.

La terminación de la transcripción es diferente para las diferentes polimerasas. A diferencia de los procariotas, el alargamiento por la ARN polimerasa II en eucariotas tiene lugar entre 1000 y 2000 nucleótidos más allá del final del gen que se transcribe. Esta cola de pre-ARNm se elimina posteriormente mediante escisión durante el procesamiento del ARNm. Por otro lado, las ARN polimerasas I y III requieren señales de terminación. Los genes transcritos por la ARN polimerasa I contienen una secuencia específica de 18 nucleótidos que es reconocida por una proteína de terminación. El proceso de terminación en la ARN polimerasa III implica una horquilla de ARNm similar a la terminación de la transcripción independiente de rho en procariotas.


Transcripción eucariota

Transcripción en eucariotas: una breve visión
La transcripción es el proceso por el cual el ARN monocatenario es sintetizado por el ADN bicatenario. La transcripción en eucariotas y procariotas tiene muchas similitudes y, al mismo tiempo, ambas muestran sus características individuales debido a las diferencias en la organización. La ARN polimerasa (RNAP o ARN Pol) es diferente en procariotas y eucariotas. La transcripción acoplada se observa en procariotas pero no en eucariotas. En eucariotas, el pre-ARN debe empalmarse primero para traducirse.
En la transcripción eucariota, la síntesis de ARN se produce en la dirección 3 '→ 5'. El extremo 3 'es más reactivo debido al grupo hidróxido. El extremo 5 ’que contiene grupos fosfato, por su parte, no es muy reactivo a la hora de añadir nuevos nucleótidos. En eucariotas, el genoma completo no se transcribe a la vez. Solo se transcribe una parte del genoma, que también actúa como la primera etapa principal de la regulación genética.
Los eucariotas tienen cinco polimerasas nucleares:
• ARN polimerasa I: produce ARNr (23S, 5.8S y 18S), que son los componentes principales de un ribosoma. Esto también produce pre-rRNA en levaduras.
• ARN polimerasa II: ayuda en la producción de ARNm (ARN mensajero), snRNA (ARN nuclear pequeño), miARN. Este es el tipo más estudiado y requiere varios factores de transcripción para su unión.
• ARN polimerasa III: sintetiza ARNt (ARN de transferencia), ARNr 5S y otros ARN pequeños necesarios en el citosol y el núcleo.
• ARN polimerasa IV: sintetiza ARNip (ARN pequeño de interferencia) en plantas.
• ARN polimerasa V: es la polimerasa menos estudiada y sintetiza heterocromatina dirigida por ARNip en plantas.
La transcripción eucariota se puede dividir a grandes rasgos en 4 etapas:
• Preiniciación
• Iniciación
• Alargamiento
• Terminación
La transcripción es un proceso elaborado que utilizan las células para copiar la información genética almacenada en el ADN en ARN. Este pre-ARN se modifica en ARNm antes de transcribirse a proteínas. La transcripción es el primer paso para utilizar la información genética en una célula. Tanto eucariotas como procariotas emplean este proceso y las fases básicas siguen siendo las mismas. Sin embargo, la transcripción eucariota es más compleja, lo que indica los cambios que ha experimentado la transcripción hacia la perfección durante la evolución.


ARNm eucariota

Crédito: Kelvinsong (CC-BY-3.0)
Los genes eucariotas a menudo pueden contener intrones (secuencias no codificantes) que se cortan del exones (secuencias de codificación). Esta complejidad permite una mayor variedad de productos genéticos. Los ARNm de eucariotas maduros contienen un 5 & primo-metil-guanina seguido de una secuencia líder no traducida ( 5 y prime-UTR ), las secuencias de codificación ( cds ), una región de 3 y primos sin traducir ( 3 y prime-UTR ) y un largo tramo de adeninas (cola poliA).


La expresión se mide más fácilmente con ARN ya que la manipulación de ácidos nucleicos es bastante simple con 4 nucleótidos diferentes. En eucariotas, el intermediario de ARN mensajero (ARNm) que se transcribe del ADN contiene una cola poliA que se utiliza para separar estos mensajes de otros tipos de ARN que abundan dentro de las células (como el ARN ribosómico). Mediante el uso de una enzima llamada la transcriptasa inversa (RT) y cebadores compuestos de desoxi-timidinas ( oligo-dT o dT18), el ARNm se puede convertir en una sola hebra de ADN complementaria al ARNm. Este ADN complementario se llama ADNc . El ADNc es muy estable en comparación con el ARNm altamente lábil y se usa para el procesamiento posterior.


Procariota vs Transcripción eucariota

La transcripción es un proceso mediante el cual la información genética presente en el ADN se copia a una molécula intermedia (ARN). La secuencia en el ARN es complementaria a la del gen que se transcribe y, por lo tanto, el ARN retiene la misma información que el gen mismo. La transcripción es un proceso universal en la palabra viva y ocurre tanto en procariotas como en eucariotas. Aunque el proceso general de transcripción es similar tanto en procariotas como en eucariotas, existen algunas diferencias fundamentales entre estos grupos.

Esta publicación resume las similitudes y diferencias generales entre la transcripción procariota y eucariota de una manera detallada pero fácil.

Similitudes entre la transcripción procariota y eucariota

1. En ambos grupos, el ADN actúa como molde para la síntesis de ARN.
2. En ambos grupos la transcripción produce una molécula de ARN.
3. La composición química de la transcripción es similar en ambos grupos.

4. La enzima ARN polimerasa facilita la transcripción en ambos grupos.

5. En ambos grupos, una hebra del dúplex de ADN actúa como plantilla.

Diferencia entre transcripción procariota y eucariota


Ver el vídeo: Transcripción eucariota síntesis de ARN (Enero 2022).