Transcripción

La transcripción es la primera fase de la expresión génica, durante la cual se transfiere la información del ADN al lenguaje del ARN. Este proceso consiste en la síntesis de una molécula de ARN.

Iniciación

Para asegurar que la ARN polimerasa II transcriba determinados genes en el momento preciso y a una velocidad adecuada, existen tres clases de secuencias reguladoras, todas ellas activadas por diversos factores proteicos de transcripción:

• Promotor: es la región más próxima al inicio de la transcripción y está formado por la secuencia -25 TATA, junto con la secuencia -80 CAAT y la secuencia -120 rica en bases GC. Los factores de transcripción que se unen con el promotor ayudan a la ARN-polimerasa II a situarse correctamente en el sitio de iniciación del gen.
• Secuencias potenciadoras: están situadas mucho más lejos, entre -200 y -10000, y sobre ellas se unen los factores activadores de la transcripción. Estas moléculas desempaquetan la cromatina al disgregar los nucleosomas y facilitan el acoplamiento de los factores basales con la ARN-polimerasa II.
• Secuencias silenciadoras: se encuentran intercaladas entre las activadoras y a ellas se unen los factores represores de la transcripción, que impiden la actuación de los factores activadores y disminuyen la velocidad de la transcripción.

Elongación

La ARN-polimerasa II recorre la hebra molde en sentido 3’ → 5’, mientras que la cadena del pre-ARNm continúa creciendo en la dirección 5’ → 3’ a razón de 30 nucleótidos/s, transcribiéndose tanto los intrones como los exones.

Terminación

La ARN-polimerasa II reconoce la secuencia TTATTT de la señal de poliadenilación, localizada en el último exón, que determina el fin de la transcripción y la separación de la cadena de pre-ARNm recién sintetizada de la hebra molde de ADN.

Traducción

La traducción es el proceso que sigue a la transcripción mediante el cual se descodifica el mensaje genético del ARNm para sintetizar una proteína o cadena peptídica.

Iniciación

El primer paso de la traducción en eucariotas consiste en la construcción del complejo de iniciación 80 S, que está formado por un ribosoma unido al ARNm y al ARNt iniciador cargado con el aminoácido metionina. La formación del complejo de iniciación se lleva a cabo en varias fases sucesivas:

1. Determinados factores de iniciación (FI) y la energía que suministra el GTP provocan la unión del ribosoma (40 S) con el ARNt iniciador, cargado con la metionina.
2. Otros factores de iniciación facilitan que la subunidad menor del ribosoma, unida al ARNt, reconozca la caperuza de metil-guanosina-trifosfato y se una con el ARNm en el extremo 5’.
3. La subunidad pequeña del ribosoma se desplaza por el ARNm en sentido 5’ → 3’, con la energía aportada por el ATP, y rastrea la secuencia del ARNm hasta encontrar el primer codón de iniciación AUG. En este momento, se produce la unión del ARNt iniciador cargado con la metionina, el cual posee el anticodón UAC.
4. Al encajar el ARNt iniciador en el codón AUG, se liberan los FI y dejan paso a la subunidad mayor del ribosoma (60 S), que se acopla con la subunidad pequeña, el ARNm y el ARNt iniciador, para formar el complejo de iniciación 80 S completo y funcional. En la subunidad mayor del ribosoma se localizan tres hendiduras o sitios de fijación: A, P y E.

Elongación

La elongación es el proceso catalizado por el complejo enzimático peptidil transferasa mediante el cual los sucesivos aminoácidos que se van añadiendo a la cadena peptídica, en el seno del ribosoma, quedan unidos mediante un enlace peptídico. El proceso de elongación consta de tres fases:

1. Un segundo ARNt cargado y con anticodón correspondiente se aloja en sitio A, que se encuentra vacío. Esto conlleva gasto de GTP.
2. El complejo enzimático peptidil-transferasa posee varios componente proteicos, pero se ha descubierto que la catálisis del enlace peptídico entre los aminoácidos se lleva a cabo mediante ribozimas. Gracias a la acción de estas se produce la liberación de la Met de su ARNt y la formación de enlace peptídico entre su –COOH y el –NH2 del aa que porta el 2º ARNt. Resultado: el ARNt del sitio A porta un dipéptido Met-X.
3. Interviene un segundo factor de elongación (FE-2) que, utilizando la energía suministrada por el GTP, obliga al ribosoma a desplazarse tres nucleótidos a lo largo del ARNm, en sentido 5’ → 3’: primero se trasloca y avanza la subunidad grande del ribosoma, quedando un nuevo codón en un sitio A libre, y luego lo hace la subunidad pequeña. Este desplazamiento trasloca todo el complejo peptidil-ARNt-ARNm del sitio A al P:
   • Sitio P: queda ocupado por el péptido en formación unido al ARNt.
   • Sitio A: libre.
   • Sitio E: queda ocupado con el ARNt iniciador liberado de su carga.

Terminación

La síntesis de la cadena peptídica se detiene cuando, en el momento de producirse la última translocación del ribosoma, aparece en el sitio A uno de los tres codones de terminación del ARNm (UAA, UAG, UGA). En este momento, un factor proteico de terminación (RF) se une al codón de terminación e impide que algún aminoacil-ARNt se aloje en el sitio A. Esto da lugar a que el complejo enzimático peptidil-transferasa catalice la transferencia de la cadena peptídica a una molécula de agua, lo que provoca la hidrólisis del enlace entre el péptido recién sintetizado y el ARNt.