Este proceso consiste en la formación de moléculas de ARN (ARNm, ARNt, ARNr) a partir de una cadena molde de ADN, por lo que también puede definirse como el pasaje de información de ADN al ARN. Sobre las bases expuestas de una cadena de ADN se construye una cadena de ARN respetando la complementariedad de las bases y el antiparalelismo de las cadenas.

La transcripción, a diferencia de la replicación, es un proceso localizado, ya que no ocurre sobre todo el ADN sino que sólo atañe a determinados segmentos que portan la información requerida: los genes. Para poder transcribir a esos genes, primero hace falta ubicarlos en todo el ADN, y luego establecer el punto exacto de inicio de la transcripción.

Existe una secuencia particular de bases que determina ese punto de iniciación. Es el promotor, el cual es reconocido por una enzima que es la ARN polimerasa – ADN dependiente (RNA pol).

La RNA pol reconoce al promotor y se une a él, una vez “ubicada”, separa las cadenas, creando así la BURBUJA DE TRANSCRIPCIÓN, a fin de poder leer la secuencia de bases de la cadena de ADN que le sirve de molde. La ARN pol lee sólo una de las dos cadenas de ADN, que es la única sobre la que puede construir ARN, en sentido 5´→ 3´, a partir del promotor. A esta cadena de ADN se la conoce como cadena SENSE, y a su complementaria (la que no es leída) se la denomina ANTISENSE.

Debido a que la enzima polimeriza en sentido 5´→ 3´, el primer extremo de ARN que se sintetiza es el 5´. Cuando el ARN así sintetizado alcanza una longitud considerable comienza a ser “despegado” del ADN molde a partir del extremo 5´ del ARN. Las bases del ADN molde al soltarse el ARN, quedan reexpuestas y vuelven a formar uniones puente de hidrógeno con las bases de la otra cadena de ADN (complementaria). Así, se reconstituye el ADN doble cadena por donde ya pasó la RNA pol, mientras que la burbuja, manteniendo su tamaño, se desplaza junto con la enzima (la burbuja es abierta por acción de la enzima y se va cerrando a su paso.

La RNA pol va copiando hasta encontrar alguna secuencia que le indique “fin”. La cadena de ARN sintetizada es separada por completo del molde.

El ARN es antiparalelo y complementario a la cadena SENSE (molde) y presenta la “misma” secuencia de bases que la ANTISENSE. Si bien la información es la misma fue transcripta de desoxirribonucleótidos a ribonucleótidos, la secuencia de bases del ARN difiere de la secuencia de la cadena ANTISENSE sólo en que el lugar de timina aparece uracilo.

Mientras que todos los ARN se sintetizan en el nucleoplasma, la mayoría de los ARNr se sintetizan en el nucléolo.

Procesos post-transcripcionales

La mayoría de los ARN recién transcriptos no son definitivos ni funcionales (se los llama precursores), por lo tanto deben sufrir algún tipo de proceso posterior a la transcripción. Estos procesos son diferentes entre los distintos tipos de ARN.

En eucariontes los procesos post-transcripcionales son:

  • MADURACIÓN DE LOS PRECURSORES DE LOS ARNm
  1. CAPPING (o encapuchamiento)
  2. POLIADENILACIÓN
  3. SPLICING (o corte y empalme)
  • MADURACIÓN DEL PRECURSOR DE LOS ARNt
  • MADURACIÓN DEL PRECURSOR DE ARNr EN EL NUCLÉOLO

Maduración de los precursores de los ARNm

Los precursores de los ARNm son denominados transcriptos primarios, los que son copias fieles de toda la información que contiene el gen en el ADN. Sin embargo, no toda esa información llega al citoplasma para ser traducida, ya que ciertas porciones del transcripto primario son cortadas y eliminadas (splicing), y no forman parte del ARNm maduro. Los transcriptos primarios, además, sufren otras modificaciones en el núcleo (capping y poliadenilación), antes de “viajar” al citoplasma para ser traducidos.

CAPPING

Consiste en el agregado de un nucleótido, el de 7-metil guanosina, en el extremo 5´ de los transcriptos primarios. Este nucleótido constituye el CAP o casquete o capuchón 5´ que es reconocido por la subunidad menor de los ribosomas en el proceso de traducción y que además protegería a la molécula de la acción de enzimas RNasas, enzimas capaces de degradar ARN.

POLIADENILACIÓN

Consiste en la adición de nucleótidos de adenina (A) en el extremo 3´ de los transcriptos primarios de tal manera que se forma una “cola” llamada poli-A que evitaría que la acción de las RNasas llegue a afectar a la región del transcripto primario que contiene la información.

SPLICING

El ADN de los eucariontes (y también el de algunos procariontes) cuenta con segmentos que pueden quedar representados en el ARNm (maduro) y otros que no. Los que no quedan en el ARNm, son denominados intrones y los que pueden quedar en el ARNm, son los exones. Durante el proceso denominado splicing, los intrones son cortados en sus extremos, separados, y luego degradados por RNasas. A la vez, los exones se unen unos con otros, formando el ARNm definitivo.

Una vez que se han dado los tres procesos: capping, poliadenilación y splicing, se obtiene un ARNm listo para ir al citoplasma para ser traducido.

Maduración del precursor de los ARNt

Los genes de los diferentes ARNt se encuentran repetidos y uno tras otro separados por segmentos sin información. A esta disposición de las diferentes secuencias, una a continuación de la otra, se la llama disposición en tándem.

Una vez transcriptos los precursores de los diferentes ARNt sufren un proceso de modificación de bases, que los provee de bases raras.

Luego, los distintos ARNt adquieren estructura secundaria, dada por el apareamiento de bases complementarias.

Los ARNt toman forma de hoja de trébol con tres bucles, característica de este tipo de ARN.

Maduración del precursor de ARNr en el nucléolo

De todos los ARNr, tres de ellos surgen a partir de un precursor transcripto en el nucléolo, mientras que el cuarto restante, se transcribe directamente fuera del nucléolo.

El precursor, sufre un proceso de corte y eliminación de segmentos, que resulta en tres ARNr diferentes. Los ARNr forman parte de los ribosomas, que se ensamblan en el nucléolo. Con uno de los ARNr nucleolares y con proteínas ribosomales provenientes del citoplasma, se ensambla la subunidad menor; con los otros dos, más el que proviene del nucleoplasma y con otras proteínas ribosomales, se arma la subunidad mayor de los ribosomas.

El ARNm (ARN mensajero maduro), los ARNt y las subunidades ribosomales, salen del núcleo hacia el citoplasma, donde intervendrán conjuntamente, en la síntesis de proteínas. Pero aún no está todo listo para la traducción, ya que los ARNt deben ser cargados con sus aminoácidos correspondientes. Este proceso pretraduccional es conocido como activación de los aminoácidos o cargado de los ARNt, y consiste en preparar los aminoácidos de tal manera que queden propensos a reaccionar. Esta activación requiere del consumo de ATP.

En el cargado de los ARNt interviene una familia de 20 enzimas que, en conjunto, reciben el nombre de Aminoacil-ARNt-transferasas. Los ARNt son reconocidos por la aminoacil-ARNt-transferasa correspondiente en uno de sus bucles laterales. A su vez, la enzima reconoce aun determinado aminoácido al que une al extremo 3´ de ese ARNt.

Hay tantas enzimas como aminoácidos diferentes, ya que cada una de las enzimas reconoce específicamente a cada uno de ellos. Sin embargo, existen 61 ARNt distintos frente a los 20 aminoácidos. Es evidente que varios ARNt serán cargados con un mismo aminoácido.