Expresión Genética I. Código Genético y Transcripción

Transcripción en células procariotas:
La transcripción es catalizada por una RNA , la cual sintetiza RNA usando como molde DNA. Las células bacterianas poseen una sola clase de RNA polimerasa que sintetiza los 3 tipos principales de RNA(mRNA, rRNA, tRNA).

En E.coli la RNA polimerasa es un proteína grande que consiste de 2 subunidades alfa y 2 subunidades beta, y de una una subunidad que se disocia conocida como el factor sigma. A pesar que la enzima medular (sin el factor sigma) puede llevar a cabo la síntesis de RNA, se requiere de la enzima completa (alfa2,Beta2,sigma) para que la transcripción se inicia en el lugar adecuado de la molécula de DNA.

La subunidad sigma tiene un papel muy importante en el proceso de promover la unión de la RNA polimerasa a secuencias específicas de DNA llamadas promotores, localizados al inicio del gen.

Etapas de la transcripción:

1.Etapa de Unión(“Binding”)
Unión de la RNA polimerasa a la región promotora del DNA, lo que desencadena el desenrrollamiento en esa área(promotor) de la doble hélice del DNA.

2.Etapa de Iniciación
Usando como molde una de las 2 hebras, la RNA polimerasa inicia la síntesis de la cadena RNA. La polimerasa se mueve a lo largo del promotor a medida que nucleotidos adicionales son añadidos uno a uno, uniendo el fosfato del extremo 5’ de cada nuevo nucleotido al grupo hidroxilo de la cadena creciente de RNA, hasta que la cadena tenga 9 nucleotidos de largo. En este punto el factor sigma se separa de la polimerasa, completandose la etapa de iniciación.

3.Etapa de alargamiento o elongación
Se alarga la cadena de RNA. Durante esta etapa la RNA polimerasa cataliza la polimerización de nucleotidos en el orden determinado por el pareo de bases con el molde de DNA.Etapa de alargamiento o elongación -A medida que la cadena de RNA crece, los nucleótidos recientemente añadidos permanecen pareados con la hebra molde de DNA, formando un híbrido corto de RNA-DNA de aproximadamente 12 pb de longitud. La polimerasa continua enrrollando el DNA que deja detras y desenrrollando el DNA que está adelante.

Complejo de elongación en los procariotas:
Durante la elongación, la RNA polimerasa se enlaza a 30 pb del DNA (cada vuelta completa de la doble hélice del DNA consiste de 10 pb). En todo momento, aproximadamente 10 pb de DNA esta desenrrollado, y el RNA recientemente sintetizado todavía está enlazado por enlaces de hidrógeno al DNA, formando un híbrido RNA-DNA, Este híbrido es de 12 pb o más corto. La extensión total del RNA en crecimiento unido a la enzima o/y al DNA es de 25 nucleótidos.

4.Etapa de Terminación
Comienza cuando la enzima transcribe un secuencia especial conocida como señal de terminación. que causa el final de la transcripción en bacterias.En las bacterias hay 2 clases de señales de terminación que se distinguen por requerir o no la participación de la proteína o factor rho

a.Señales de terminación que no requieren del Factor rho-
Contienen secuencias ricas en CG seguidas por residuos de U en su terminal 3’. Los pares CG están unidis por 2 puentes de hidrógeno, mientras que los pares AU están unidos por 2 puentes de hidrógeno.

Esta configuración promueve la terminación de la siguiente manera:
1.Las regiones CG contienen secuencias que son complementarias unas con otras, causando que el RNA forme una asa (“hairpin loop”), lo que tiende a separar el RNA del DNA.
2.Los enlaces débiles entre las secuencias de U y la hebra molde de DNA se rompen, liberando la recien formada molécula de RNA.

Terminación con la participación del factor rh-:
Ocurre en la síntesis de moléculas de RNA que no forman asas en las regiones ricas en GC.
Estos eventos causan que termine la síntesis de RNA, que la molécula recien formada sea liberada y que la RNA polimerasa se separe del molde de DNA.