Técnicas de biología molecular
2.3. Transcripción y traducción
El llamado «dogma central en biología» establece que el flujo de información para la síntesis de proteínas es unidireccional y va del ADN al ácido ribonucleico mensajero (ARNm) y de éste a las proteínas. Este flujo de información se basa en los mecanismos celulares de transcripción y traducción. La transcripción es el proceso de síntesis del ARNm tomando como modelo el ADN. Supone la transferencia de la información genética del ADN al ARNm (Fig. 1) y se realiza mediante la acción de la ARN polimerasa II en el núcleo celular. La ARN polimerasa II sintetiza una cadena de ARN complementario del ADN (ARN primario), en la que las timinas (T) se sustituyen por uracilos (U). Este proceso finaliza cuando la ARN polimerasa se encuentra con una secuencia de nucleótidos
denominada secuencia de terminación (ATT, ACT o ATC). Poco antes de las secuencias de terminación, el ADN contiene una larga repetición de timinas (hasta centenares de ellas). Esta secuencia de timinas se transcribirá en el ARN primario en forma de una larga cola de adeninas («poly (A)»). La función de la zona «poly (A)» es estabilizar el ARN primario. Por otra parte, la cadena de ARN primario sufrirá un proceso denominado capping, que consiste en incorporar en su extremo 5’ una molécula de 7-metil-guanosina. El proceso de «capping» es esencial para la síntesis de proteínas (traducción). El inicio de la transcripción requiere que unas proteínas denominadas factores de transcripción, se unan al ADN en las denominadas secuencias promotoras, concretamente en unos elementos reguladores denominados bloque TATA y bloque CAAT. Ambos bloques (TATA
INTRONES 3’
1
2
ZONA PROMOTORA
EXONES 3’
1
ARN Polimerasa
5’
3
2
GEN (ADN)
ZONA UNIÓ N POLY (A) 5’ 3
Transcripción
DIRECCIÓ N DE TRANSCRIPCIÓ N (5’-3’) 5’
1
2
3
1
2
3
3’
5’
ARN PRIMARIO
3’ AAAAAAAA
CAPPING POLY (A)
CAP
NÚ CLEO
CITOPLASMA
1
2
3
5’ 1
2
3
3’ AAAAAAAA
ARN MENSAJERO Traducción PROTEÍNAS
Figura 1. Transcripción y traducción. Un gen (ADN) está compuesto por intrones (secuencias que codifican para aminoácidos) y exones (secuencias que no codifican). Estas secuencias están flanqueadas por zonas promotoras y reguladoras de la transcripción, y por secuencias de unión de poly (A) y de terminación de la transcripción. La transcripción (síntesis de ARN) tiene lugar en el núcleo y se inicia con la unión de la ARN polimerasa a la zona promotora, produciéndose un ARN primario. La unión de un residuo de 7-metil-guanosina en su extremo 5’ (capping) y de la cola de adeninas (poly A), junto al reordenamiento de los exones y pérdida de los intrones genera el ARN mensajero (ARNm). El ARNm se une en el citoplasma a los ribosomas, sintetizando las proteínas. 245