La transcripción en eucariotas requiere múltiples factores de transcripción y tres ARN polimerasas distintas. La transcripción no está acoplada a la traducción y requiere el procesamiento del pre-ARNm, incluyendo el corte y empalme de intrones y exones. Además, la regulación de la transcripción eucariota está determinada por factores de transcripción basales y especializados que se unen a secuencias como promotores, potenciadores y silenciadores.

1. Transcripción en Eucariotas
M.C. Ana Isabel García Santiago

2. Vocabulario
• Intrón: secuencias no codificadoras de
ADN que son separadas por los exones.
• Exón: secuencias codificadoras de DNA en
genes
• Operón: un grupo de genes cuya expresión
ésta controlada por un único operador.
• Promotor: una región del DNA a la que
puede unirse la RNA polimerasa para
comenzar la transcripción.

3. • Factores de transcripsión: son proteínas que coordinan y regulan la
expresión de un gen o de un grupo de genes. Interaccionan con regiones
específicas del ADN, la ARN pol, y con otros factores de transcripción o con
moléculas que activan o inhiben su función.
• Potenciador (enhancer): región corta del ADN que puede unirse con proteínas
(factores de transcripción) para aumentar los niveles de transcripción de genes
en un grupo de genes. Un potenciador no tiene porque estar localizado cerca de
los genes sobre los que actúa, ni siquiera en el mismo cromosoma
• Represor: Es una proteína de unión de ADN que regula la expresión de uno o
más genes mediante la disminución de la tasa de transcripción. Los represores
se unen a un segmento de ADN evitando que la ARN polimerasa cree el ARN
mensajero.
• Elemento de respuesta: El sitio capaz de ser reconocido por un factor de
transcripción dado de manera más o menos específica
• Elementos reguladores: Las secuencias a las cuales los factores de transcripción
se unen
• Espliceosomas: o complejo de corte y empalme es un complejo formado por
cinco ribonucleoproteínas nucleares pequeñas (snRNP, del inglés small nuclear
ribonucleoproteins) capaz de eliminar los intrones de los precursores del mRNA

5. Diferencias entre la transcripción
procariota y eucariota
pre−ARNm

6. Diferencias entre la transcripción
procariota y eucariota
procariota eucariota
ARNm policistrónico transcripción y ARNm monocistrónico
traducción acopladas ARN Polimerasa transcripción y procesamiento
única acoplados 3 ARN Polimerasas diferentes

7. Diferencias entre la transcripción
procariota y eucariota
La transcripción y la traducción son La transcripción y la traducción no
procesos simultáneos. son procesos simultáneos

8. La ARN pol Procariota La ARN pol Eucariota
Factores de transcripsión
TBP, B, F, E y H
El sitio promotor es reconocido en eucariontes
por una variedad de proteínas ARN polimerasaII síntesis del ARNm

9. RNA polimerasas • Están conformadas por 8 a 14
cadenas polipeptídicas.
Estas enzimas son proteínas aparecen como agregados de • 5 subunidades son comunes.
500 kDa. Las RNA polimerasas de mitocondrias y cloroplastos
de menor tamaño y se asemejan a la bacteriana.
La unión de RNA polimerasas a los moldes de DNA es
eucariotas depende de numerosas proteínas que
modulan el reconocimiento de los promotores y el inicio
de la transcripción.
• Las 3 ARN pol son similares a las
subunidades β de la ARN pol
procariota.

10. RNA POLIMERASA I
• Se localiza en el nucléolo, transcribe los principales genes de
RNA ribosómico (un solo transcrito, el RNAr 45s, precursor del
RNAr 18s, 28s, y 5.8s).
• Contiene 13 subunidades
• Necesita al menos 2 factores de transcripción para iniciar el
proceso.
_UBF1 es un polipéptido que se une a una región rica en
G-C tanto en el núcleo del promotor como en UCE.
_SL1 está formada por 4 proteínas, una de estas es la
TBP (binding protein), esta proteína se une a la
secuencia TATA.

11. RNA POLIMERASA II
• Se encuentra en el nucleoplasma y sintetiza el RNAhn (RNA
heterogéneo nuclear), el precursor del RNAm, también sintetiza
algunos RNAsn.
• Transcribe genes estructurales (los que se traducen a proteínas)
• ESTRUCTURA: Contiene entre 8 y 12 subunidades. Dos grandes
subunidades de 240 kD = RPB1 (β) y 140 Kd = RPB2 (β´).
_ La subunidad β (múltiples repeticiones YSPTTSPS en el COOH de
reconociminto de señales de activación), muestra un alto grado de
homología con la subunidad β´ de la RNA polimerasa bacteriana.
_La subunidad β´, es similar a la subunidad β bacteriana.
_Otras dos subunidades llamadas RBP3 y RBP11 semejantes a las 2
subunidades α de la ARNpol bacteriana.
ARN pol ll utiliza al menos 7 factores de transcripción: TFIIA, TFIIB,
TFIID (se une a la caja TATA), TFIIE, TFIIF, TFIIH y TFIIJ.
Los promotores de la RNApol lI se localizan en el extremo 5’ del centro
de iniciación de la transcripción

12. La ARN polimerasa II es la única responsable de la transcripción de los genes
que codifican proteínas (síntesis del ARNm).

13. Factores de transcripcion de RNA
polimerasa II
Numero de Peso molecular
Función
Factor subunidades (kDa)
TFIID
Reconocimiento del centro del promotor TATA; reclutamiento de TFIIB
TBPs 1 38
Reconocimiento del centro del promotor (elementos no TATA) ; funciones
TAFs 12 15-250
reguladoras positivas y negativas
Estabilización de la unión TBP; estabilización de interacciones TAF-DNA;
TFIIA 3 12, 19, 35
funciones antirrepresoras
Reclutamiento de RNA pol II-TFTIIF, selección del lugar de comienzo de la
TFIIB 1 35
RNA pol II
Direccionamiento de la pol II al promotor, desestabilización de las
TFIIF 2 30, 74
interacciones inespecíficas RNA pol II-DNA
RNA pol II 12 10-220 Funciones catalíticas en la síntesis de RNA; reclutamiento de TFIIE
Reclutamiento de TFIIH, modulación de las actividades helicasa, ATPasa y
TFIIE 2 34, 57
quinasa de TFIIH, potenciación directa de la fusión del promotor
Fusion del promotor utilizando la actividad helicasa; depuración del promotor
TFIIH 9 35, 89
por la actividad CTD quinasa

14. RNA polimerasa III
Se encuentra en el nucleoplasma del núcleo.
Transcribe los principales genes de RNA de transferencia, RNA ribosomal 5s y
RNA pequeños nucleares (RNAsn).
Contiene 14 subunidades.
Utiliza los factores transcripcionales:
_ TFIIA: proteína con motivos de dedos de cinc.
_ TFIIB: complejo formado por 3 proteínas, una TBP y dos proteínas más.
_ TFIIC: complejo proteínico de mas de 500 kDa.

15. Otras Diferencias
• En los eucariotas cada gen tiene su propio promotor
• El mecanismo de la transcripción eucariota también
requiere muchos más factores de transcripción
• La ARN polimerasa II eucariota no se une directamente al
promotor, sino que primero se une a una docena o más de
factores de transcripción, en un orden específico, para
reconocer al promotor y despúes unirse a éste
• El núcleo de muchos promotores de eucariotas es la
denominada caja TATA, ubicada a 30 bps hacia arriba del
sitio de inicio de la transcripción, con un motivo consenso
TATA(A/T)A(A/T). Sin embargo, no todos los promotores de
eucariotas contienen la caja TATA

16. Transcripción eucariota
*Ocurre en el núcleo y no esta acoplada a la traducción
*Requiere de la remodelación de la cromatina
*En la regulación intervienen secuencias potenciadoras (intensificadoras ó enhancers)
y silenciadoras aparte de las promotoras.
* Todas las ARNpol eucariotas necesitan Factores de transcripción basales (TF) para
reconocer los promotores e iniciar la transcripción. Los factores de transcripción se
unen a secuencias del ADN y modulan la fijación de la ARNpol al promotor.
* El uso de promotores alternativos permite regular la expresión génica.
*

17. DNA: estructura
• Región reguladora: inicio de transcripción
• Región codificante
– Exón
– Intrón
• Señales de terminación.

18. Regulación de la transcripción en
eucariotas
Está determinada por factores de transcripción basales y por factores de
transcripción especializados (activadores o silenciadores/represores).
En los genes eucariotas hay 3 tipos de secuencias génicas reguladoras:
• El promotor
• Las secuencias potenciadoras (intensificadoras ó enhancers).
• Las secuencias silenciadoras (silencers)

19. Promotor
Es la región más próxima al inicio de la transcripción.
Los genes de eucariotas y
procariotas, precisan de
promotores para iniciar la
transcripción.
• Secuencias de
reconocimiento específico
para Factores de
Transcripción que ayudan a
la ARN pol a colocarse en el
sitio de iniciación del gen.
•Estructura modular
_Región promotora:
Secuencias adicionales para
una alta actividad promotora
-120
-80

20. Secuencias potenciadoras (intensificadoras ó
enhancers)
Entre estas se intercalan secuencias silenciadoras. Son bidireccionales y no tienen
una localización precisa respecto al sitio de iniciación entre -200 ó -1000
(secuencia arriba ó secuencia abajo o en medio de un gen).
Pueden ejercer su efecto sobre promotores situados a miles de pares de bases de
distancia. A ellas se unen los factores activadores de la transcripción. Existen 2
tipos de Factores de transcripción basales:
a) Remodelan la cromatina: Modifican las histonas por acetilación (histone acetyle
transferases = HAT’s), metilación, fosforilación, entre otras.
b) Los que interacción con RNA pol II
Transactivadores: son proteínas de unión a Secuencias Potenciadoras. Aumentan la
frecuencia de iniciación de la ARNPol II vía CO-ACTIVADORES, tienen dos dominios:
1. Dominios de unión al DNA de secuencias potenciadoras (enhancers)
2. Dominios de unión a factores Transcripcionales Co-activadores.
• Coactivatores: son necesarios para el ensamblaje del Aparato básico de la
Transcripción. Permiten la comunicación entre RNA pol II y Transactivadores.
Integran señales de los activadores y represores de la transcripción e interaccionan
con los factores de transcripción basales.

22. Secuencias silenciadoras (silencers):
Las están intercaladas entre las activadoras y a
ellas se unen los represores (impiden la
función de los factores activadores,
disminuyendo la velocidad de transcripción).

23. Regulación de la transcripción en Eucariotas
Las proteínas enumeradas con el peso molecular son las subunidades de la ARN pol ll.

25. Activación de la Transcripción
En eucariotas los nucleosomas reprimen la transcripción de todos
los genes. Solo los genes activados son transcritos
Los factores activadores de la
transcripción, que cumplen las
funciones:
1) Desempaquetar la cromatina
al disgregar los nucleosomas,
y consiguen desenrollar la
doble vuelta del ADN, para
que la región promotora
quede accesible.
2) Facilitan, a través de los
coactivadores, el
acoplamiento de los factores
basales con la ARN
polimerasa II.
3) Incrementar la velocidad de
transcripción

26. Activación de la transcripción en eucariotas
• Paso 1: DNA-binding transactivators (DBTs)
se unen a las secuencias intensificadoras.
• Paso 2: DBTs unen a los coactivatores con
actividad HAT(Histona Acetil Transferasa)
permitiendo la remodelación de la
cromatina.
• Paso 3: DBTs también interactúan con el
TFIID permitiendo que la TBP se una a la
TATA box.
• Paso 4: Unión de la RNA pol II y formación
del complejo básico de transcripción.
• Paso 5: Iniciación de la transcripción

27. Complejo de transcripción en Eucariotas
Contiene 4 componentes:
1) Proteínas de unión TATA, es un complejo de
proteínas que actúan como los factores de
transcripción basales que se unen al promotor
central.
2) Factores de transcripción basales llamados
A,B,F,E y H.
3) Activadores y represores que regulan los factores basales.
4) Proteínas coactivadoras que comunican a los factores basales y a los activadores.

28. Inicio de la transcripción en eucariotas
•La unión se realiza a través de la TBP (TATA Binding Protein) una
subunidad del complejo TFIID. Provocando cambios
conformacionales en la estructura del ADN.

29. Formación del complejo de transcripción
Aparato Básico de transcripción: TFllD, TFllA, TFllB, TFllF, RNApol y TFllE.
Complejo cerrado de transcripción: aparato básico de transcripción + TFllH

30. Inicio de la transcripción en eucariotas
• El complejo de preiniciación solamente proporciona unos niveles de
transcripción basales. Para alcanzar niveles de transcripción elevados se
requieren otros factores de transcripción que se denominan activadores
y que estimulan la actividad del promotor

31. Transcripción:
2. Alargamiento: la síntesis de la cadena continúa en dirección 5' 3'. Después de 30
nucleótidos se le añade al ARN una cabeza (caperuza o líder) de metil-GTP en el extremo
5‘.
ARNpolimerasa
T A C G A A C C G T T G C A C A T C
A U G C U U G G C A A C G U G
Extremo 5´del ARNm un resto de metil guanosina trifosfato ( protege de
m-GTP nucleasas y es reconocida como punto de inicio de la traducción).
la enzima ARN polimerasa recorre la hebra molde en sentido 3´5´, mientras
que la cadena del ARNm transcrito primario o preARN , continua creciendo e
n dirección 5´3´, a razón de 30 nucleótidos por segundo

32. La capucha es agregada enzimáticamente y consiste de un
residuo de 7-metilguanosina unido en el extremo inicial
(5´) por un enlace trifosfato (5´-5´).
• Alinear el ARNm sobre el ribosoma
durante la traducción en el citosol.
• Evitar que el extremo 5’ del ARNm sea
digerido por nucleasas.
• Ayudar a transportar el ARNm hacia
fuera del núcleo.

33. TERMINACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN
• La ARNpol II sigue transcribiendo mas allá de la señal de terminación
pasando a través de varias regiones AATAAA.
• Endonucleasa reconoce la secuencia TTATTT, que determina el final de
la transcripción y la separación de la cadena de preARNm recién sinte-
tizada de la hebra molde de ADN.
• El pre-RNAm que transporta esta señal en forma de AAUAAA se rompe
por una endonucleasa que reconoce la señal y corta entre 11 y 30
residuos hacia el extremo 3’.
• Se añade una cola poli-A de 100-200pb mediante una polimerasa
especial que no esta dirigida por un molde, el ARNm al añadirsele la
cola poliA, es llamado = ARNm precursor. La cola poli-A, se mantiene
también en el ARNm que se exporta al citoplasma, por lo que su función
es: transportar al ARNm al citoplasma, permite estabilidad en la
molécula de ARNm y a la vez ayuda con la traducción.

34. Transcripción Finalización:
Endonucleasas cortan la Sec. Señal
molécula de pre−ARNm y una
polimerasa poli−A añada unos
AAUAAA
200 nucléotidos de A. TTATTT
poliA-polimerasa
m-GTP A U G C U C G U G U A G A A A A A
ARNm precursor

35. Terminación de la transcripción en
eucariotas

39. Maduración : El ARNm precursor contiene tanto exones como intrones. Se trata, por lo tanto,
de un ARNm no apto para que la información que contiene sea traducida y se sintetice la
correspondiente molécula proteica. En el proceso de maduración un sistema enzimático
reconoce, corta y retira los intrones y las ARN-ligasas unen los exones, formándose el ARNm
maduro.
Cabeza cola
ARNm AAAAAA
maduro
precursor AUG UAG