Etapas en la síntesis del ARN
mensajero
Con la finalidad de ordenar el
estudio de la transcripción, dividiremos la misma en cuatro etapas
fundamentales:
1° etapa- UNIÓN de la ARN
polimerasa al ADN
2° etapa- INICIACIÓN de la síntesis
3° etapa- ELONGACIÓN de la cadena
de ARN mensajero
4° etapa- TERMINACIÓN de la
síntesis y liberación de la cadena de ARNm.
Características de la ARN polimerasa procariota
La ARN polimerasa es una de las enzimas más grandes que se conoce.
Consta de cinco sub-unidades: dos alfa (α), beta (β), beta prima (β’) y sigma (σ).
La enzima completa es denominada Holoenzima y se divide en dos componentes
principales:
• La enzima central, denominada Core, formada por las sub unidades 2α,
β y β’
• El Factor Sigma (el polipéptido σ).
Los nombres indican que solamente la Holoenzima tiene la capacidad de
unirse a la cadena molde de ADN e iniciar la transcripción; pero una vez
realizada esta, el factor σ es liberado, dejando que el Core continúe con la
elongación. En definitiva, es el factor σ el que le da la capacidad a la ARN
polimerasa para poder iniciar la síntesis del ARN mensajero en el sitio
apropiado.
La Holoenzima reconoce un sitio de
unión específico en el ADN, este sitio es denominado Promotor. Como
consecuencia de lo dicho, la ADN polimerasa puede encontrarse en dos estados:
1)
Un estado apropiado para la unión con el Promotor: “estado de
iniciación” u Holoenzima.
2)
Un estado apropiado para la elongación: Core de la enzima.
La ARN polimerasa es lo bastante
grande como para tomar contacto con muchas bases del ADN, así la enzima cubre
aproximadamente unas 60 pb (pares de bases), aunque el segmento de ADN
desenrollado, y que sirve como molde, comprende únicamente unos 17 pb.
El Promotor Procariota: la señal de
inicio:
Se mencionó anteriormente que la
ARN polimerasa se unía a un sitio específico del ADN denominado Promotor. La
enzima es capaz de reconocer este sitio del ADN y, convenientemente, abrir
localmente las cadenas de ADN para poder leer la cadena molde. Es de esperarse
entonces que, el sitio de contacto con la Holoenzima tuviese regiones comunes a
todos los Promotores.
Se ha comprobado que estos sitios
mencionados contienen secuencias de bases comunes, a las que se las ha
denominado “Secuencias de Consenso”.
Por mera convención entre los
científicos, se considera que el sentido de la transcripción de un gen
determinado es hacia la derecha. Al punto en el cual se inicia este proceso se
lo denomina “punto 0”. Con números negativos se señalan las bases ubicadas a la
izquierda del punto 0. Con el mismo criterio, se señalan con números positivos
a las bases ubicadas a la derecha del punto 0.
Procesamiento en procariotas
ARNm Prácticamente no experimentan ningún tipo de maduración en procariotas
La secuencia de consenso más importante y mejor estudiado, comprende
seis bases y su centro está ubicado a diez bases a la izquierda del punto de
inicio (-10). La secuencia de consenso es TATAAT y se la denomina “TATA box o
Caja Pribnox”. Esta caja es responsable de orientar a la ARN polimerasa en la
dirección de síntesis de ARN y es la región en la cual la doble hélice se abre
para formar el Complejo Promotor Abierto. El hecho de que la TATA box contenga
las bases A-T no es mera casualidad, ya que estas se unen con sus
complementarias por medio de dos enlaces del tipo Puente de Hidrógeno, lo cual
implica un menor gasto de energía para la apertura del ADN.
INICIACIÓN
de la síntesis del ARN mensajero
La iniciación se produce mediante la unión de la ARN polimerasa
(Holoenzima) al
ADN de doble cadena. Para que la cadena molde esté disponible para el
apareamiento de bases con los ribonucleótidos, las dos cadenas de ADN deben
separarse. El desenrollamiento es local y se produce cuando la Holoenzima
contacta con la TATA Box.
Una vez que el complejo promotor se encuentra abierto, la ARN Pol.
Comienza la síntesis. La fase de iniciación no se completa hasta que se hallan
polimerizado los primeros seis ribonucleótidos.
ELONGACIÓN
de la cadena:
Después que se han colocado los primeros seis ribonucleótidos, la ARN
polimerasa sufre un cambio en su conformación, perdiendo la sub unidad σ. Se
continúa la síntesis en el estado de Core anteriormente descrito. El Core se
mueve a lo largo del ADN colocando los ribonucleótidos complementarios a la
cadena de ADN molde, abriendo la hélice a medida que se desplaza. Los
ribonucleótidos se unen al extremo 3’ de la cadena de ARN en crecimiento,
formándose un Híbrido ARN-ADN en la región desenrollada, el cual se mantiene
estabilizado mediante enlaces puente de Hidrógeno. El híbrido tiene una
longitud aproximada de 12 pb y el nuevo ARN es liberado de estas uniones cuando
el ADN recupera su estado de doble hélice por desplazamiento del Core.
TERNINACIÓN y LIBERACIÓN del ARN sintetizado
La terminación ocurre en una secuencia determinada del ADN, denominada
Secuencia Terminadora. En este punto, la enzima deja de añadir los
ribonucleótidos a la cadena de ARN en crecimiento, liberando el producto
terminado y disociándose del ADN. La terminación requiere que todos los enlaces
Puente de Hidrógeno, que mantenían al Híbrido ARN – ADN, se rompan volviéndose
a reconstituir el ADN dúplex.
Las secuencias terminadoras muestran las siguientes similitudes:
a) Todas contienen secuencias Palindrómicas justo antes del punto de terminación.
El palíndromo está caracterizado por poseer repeticiones inversas conteniendo
un segmento central no repetido (ej. ATCATCGACTA).
b) La secuencia palindrómica continúa con una secuencia de pares A-T,
las cuales en el ARN mensajero una
secuencia de 6 a 8 Uracilos en el extremo transcripto.
La secuencia de Uracilos suministra la señal que
permite a l ARN polimerasa disociarse del ADN molde.
Procesamiento en procariotas
* RNA ribosómico
* Metilación
* Rotura nucleolítica
* RNA mensajero
* No modificado
* RNA transferente
* Rotura en 5’- y 3’-
* Adición de CCA
* Modificación de bases
ARNm Prácticamente no experimentan ningún tipo de maduración en procariotas
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