Síntesis del ARN: Transcripción
Requisitos Previos
- Cadena de ADN molde: Una de las dos cadenas del ADN, la cadena molde, se utiliza como plantilla para la transcripción.
- Enzimas: La ARN-polimerasa cataliza el proceso. En procariotas hay una, en eucariotas hay tres (ARN polimerasas I, II y III).
- Ribonucleótidos trifosfato: Se necesitan ribonucleótidos de Adenina (A), Guanina (G), Citosina (C) y Uracilo (U).
Etapas de la Transcripción
La transcripción se divide en tres etapas: iniciación, elongación y terminación.
Iniciación
La ARN-polimerasa reconoce el centro promotor en el ADN, una secuencia específica de bases que indica el inicio de la transcripción. La doble hélice del ADN se abre para exponer la cadena molde.
Elongación
La ARN-polimerasa lee la cadena molde de ADN en sentido 3′ a 5′ y sintetiza el ARN en sentido 5′ a 3′, añadiendo ribonucleótidos complementarios a la cadena molde.
En eucariotas, se añade una caperuza de metil-guanosin-fosfato al extremo 5′ del ARN.
Terminación
La ARN-polimerasa reconoce señales de terminación en el ADN, lo que provoca la separación del ARN transcrito y el cierre de la doble hélice del ADN.
En procariotas, la señal de terminación suele ser una secuencia palindrómica rica en G y C.
En eucariotas, la ARN-polimerasa transcribe regiones más largas y una enzima corta el ARN en el punto adecuado. Se añade una cola poli-A al extremo 3′ del ARN.
Maduración del ARN
Procariotas
El ARNm de procariotas se traduce directamente a proteínas. El transcrito primario de ARNt y ARNr se corta en fragmentos más pequeños.
Eucariotas
El ARNm de eucariotas sufre un proceso de maduración más complejo. Los genes están fragmentados en intrones (secuencias no codificantes) y exones (secuencias codificantes).
La maduración implica la eliminación de los intrones y la unión de los exones mediante un proceso llamado splicing (empalme).
El splicing requiere la enzima ribonucleoproteína proteica nuclear (RNPpn).
Los intrones no existen en procariotas.
Traducción
La traducción es el proceso de síntesis de proteínas a partir de la información del ARNm.
Componentes Necesarios
- Ribosomas: Orgánulos donde se realiza la síntesis proteica.
- ARN mensajero (ARNm): Contiene la información para la secuencia de aminoácidos de la proteína.
- Aminoácidos: Los bloques de construcción de las proteínas.
- ARN de transferencia (ARNt): Transporta los aminoácidos al ribosoma.
- Enzimas y energía (ATP): Necesarias para las reacciones bioquímicas.
Activación de los Aminoácidos
Cada aminoácido se une a su ARNt específico mediante la enzima aminoacil-ARNt-sintetasa.
Etapas de la Traducción
1. Iniciación
El ARNm se une a la subunidad pequeña del ribosoma. El primer aminoacil-ARNt (con el anticodón UAC y el aminoácido metionina o formil-metionina) se une al codón de inicio AUG en el ARNm. La subunidad grande del ribosoma se une al complejo.
2. Elongación
Un segundo aminoacil-ARNt se une al codón siguiente en el sitio A del ribosoma. Se forma un enlace peptídico entre los dos aminoácidos. El ribosoma se transloca a lo largo del ARNm, moviendo el peptidil-ARNt al sitio P y dejando el sitio A libre para el siguiente aminoacil-ARNt.
3. Terminación
Cuando el ribosoma llega a un codón de terminación (UAA, UAG o UGA), la traducción se detiene. La proteína se libera del ribosoma.
Polirribosomas (Polisomas)
Un ARNm largo puede ser traducido por varios ribosomas simultáneamente, formando un polirribosoma o polisoma.