El documento describe la estructura y regulación de los genes eucariotas. Los genes eucariotas están compuestos de regiones codificantes (exones) y no codificantes (intrones). La transcripción es regulada por regiones como promotores, potenciadores y silenciadores. La maquinaria de transcripción incluye ARN polimerasas que sintetizan ARN mensajero a partir de las secuencias de ADN.

1. Expresión
genética

2. Contenido
 Regiones que componen un gen: estructurales y no
estructurales (o reguladoras)
 Función y características de las regiones reguladoras
funcionales del gen (ej., conceptos de promotor, potenciador,
etc.)
 Transcripción: definición y características
 Etapas de la transcripción

3. ●El primer paso en la expresión génica
●Consiste en la síntesis de una cadena de ARN
complementaria y antiparalela, a la secuencia de
nucleótidos de una de las cadenas de ADN
denominada cadena molde.
●Por lo tanto, tiene la secuencia de nucleótidos
idéntica a la cadena opuesta del ADN llamada
cadena codificadora, con la premisa de que la
timina se sustituye por uracilo en la molécula de
ARN
Transcripción

4. ADN complementario ( ADNc )

5. Transcripción
Es el paso previo y necesario para la
generación de proteínas funcionales que
definen el metabolismo y la identidad de
las células.
Las secuencias de ADN que se copian en
cada proceso de transcripción se
denominan genes

6. Gen: región del genoma
que contiene la
información necesaria
para la síntesis de una
molécula funcional o un
rasgo particular.
La localización de genes en el cromosoma es el locus (singular), loci (plural).
La transcripción sucede en la interfase del ciclo celular y sólo ocurre sobre la conformación de 10 nm de
ADNg cuando hay mayor acceso de las enzimas a la eucromatina
ADNg: GENOMICO

7. Los genes se sitúan a lo largo de cada
cromosoma en una posición determinada
llamada locus.
Se estima que el número de genes que se
encuentra en la especie humana es de
aproximadamente 23 000; sin embargo,
todavía no se tiene certeza acerca del número
exacto.
Desde el punto de vista molecular, el gen es una secuencia
lineal de nucleótidos en la molécula de ADN, que contiene la
información necesaria para la síntesis de un ARN funcional,
que puede ser ARNm, ARNt o ARNr.

8. La definición de gen propuesta
por Gerstein y colaboradores
lo describe:
Conjunto de secuencias que codifican
para potenciales productos
funcionales que se sobreponen entre
sí y que pueden estar localizadas en
más de un locus en el ADN.

9. Estructura del gen
• El mecanismo de transcripción en células eucariotas, aunque transcurre
de manera similar que en procariotas, es un proceso mucho más
complejo; tanto el número de proteínas y enzimas como la diversidad y la
estructura de los genes son considerablemente mayores, por lo que se
requiere de una regulación más precisa.

11. Estructura del gen
• La mayoría de los genes en procariotes están organizados en operones,
esto es, un conjunto de genes situados en el mismo fragmento de ADN que se
transcriben como una unidad y que generan varios productos funcionales que
participan en una vía metabólica común; aunque también pueden existir
unidades que codifiquen para un solo producto funcional.

12. Estructura del gen
• Por el contrario, en los eucariotes, se transcribe generalmente un solo
producto génico (unidades transcripcionales monocistrónicas) con mayor
complejidad en su regulación.
Monocistrónicos que contienen
información para una sola cadena
polipeptídica

13. Los genes eucariotes
• Están constituidos por secuencias regulatorias y codificantes.
El inicio del sitio de transcripción se
denomina +1, y la numeración aumenta
conforme se dirige al extremo 3’.
Esta dirección se conoce como
corriente abajo, donde se encuentran
las secuencias codificantes del gen.
Hacia el extremo 5’, en la dirección
opuesta, conocida como corriente
arriba, la numeración se indica como
—1, y es allí donde se encuentra la
mayoría de regiones regulatorias del
gen.

14. • La región codificadora del gen también contiene regiones que no
serán traducidas, denominadas intrones, y que son retirados por
medio del proceso corte y empalme del ARNm primario o
heterogéneo nuclear (ARNhn).

15. • Un solo gen puede
sintetizar diferentes
proteínas mediante el
arreglo de los exones
por el proceso de corte
y empalme alternativo.
• Las regiones que codifican para el producto génico
se conocen como exones.

16. • El tránscrito primario o ARNhn es el producto inmediato de la
transcripción y consiste en un ARN que contiene las secuencias
intrónicas y exónicas, cuyos extremos 5’ y 3’ no han sufrido ninguna
modificación.
• El producto final, ARN
mensajero maduro, ARN
ribosomal (ARNr) y ARN
transferencia (ARNt), se
produce cuando sucede una
serie de modificaciones en el
tránscrito primario:
modificaciones
postranscripcionales.

17. • En procariotes, el ARN recién sintetizado no sufre modificaciones
postranscripcionales y se utiliza para la traducción de forma
inmediata sin sufrir ningún proceso.

18. • Un tipo de secuencias de ADN regulatorias que no codifican para el producto
génico, pero regulan su expresión, son los promotores.
• El promotor mínimo es la región regulatoria indispensable para la transcripción
del gen.

19. • Un tipo de secuencias de ADN regulatorias que no codifican para el producto
génico, pero regulan su expresión, son los promotores.
• El promotor mínimo es la región regulatoria indispensable para la transcripción
del gen.
• El promotor basal es la secuencia mínima requerida para la unión de la maquinaria basal
de transcripción y para la ARN pol II (ARN polimerasa II) incluye el Inr y la caja TATA o el
DPE.
• Las secuencias adyacentes a este promotor
mínimo forman parte de él, y pueden modificar la
tasa de transcripción del gen, pero no son
imprescindibles para la unión de la ARN
polimerasa.

20. A los promotores se les unen proteínas reguladoras conocidas como factores
transcripcionales (transcriptional factors, TF), cuya función es regular
(aumentar o disminuir) la tasa de transcripción.

21. Aunque existe mucha diversidad entre los promotores reconocidos por la ARN
polimerasa II se pueden definir secuencias consensos comunes entre sí.
Una secuencia
consenso es la
región conocida como
iniciador (Inr)
localizada entre las
posiciones –3 y +5.

22. Éste es el único elemento que se localiza en una
dirección relativamente fija con respecto al punto de
inicio.
La secuencia consenso denominada caja TATA, debido a su composición de
ocho pb A-T, se encuentra en la mayoría de los promotores y se localiza a –
31 a –25 bp hacia el extremo 5’ del punto de inicio.

24. Los promotores que carecen de caja TATA
se denominan TATA menos.
Cuando existe una mutación en la caja
TATA, el sitio de inicio de la transcripción
cambia, ya que la ARN pol II al ser activada
se sitúa en otro sitio.
El DPE (downstream promoter element) es
un elemento común en los promotores TATA
menos, se localiza de +28 a +32.

25. Algunos promotores basales son fuertes, como la mayoría de los ubicados en
los genes procariotes y virales; se les denomina así ya que la maquinaria de
transcripción basal se une de forma eficaz y la tasa de transcripción es elevada.
Otros son débiles, como la mayoría de los promotores de genes eucariotes, con un
inicio de la transcripción menos frecuente, por lo que requieren secuencias accesorias
contenidas en promotores proximales, localizadas generalmente a menos de 200 pb
corriente arriba del sitio de inicio de la transcripción.

26. Las cajas GC, CAAT y el octámero son ejemplos de estos
promotores proximales, reconocidos por los factores
transcripcionales específicos para favorecer la iniciación.
El número y la posición de estos
elementos varían entre los promotores de
los diversos genes.
La unidad de transcripción se refiere a
la interacción de todas las secuencias
funcionales o estructurales posibles, así
como el complejo proteico formado de
enzimas y TF que se requieran durante el
proceso de la transcripción.

27. Otras regiones regulatorias que ayudan a los promotores débiles a iniciar la
transcripción son los promotores distales, que generalmente se encuentran a
más de 200 pb río arriba (región 5’) del sitio de inicio de la transcripción, aunque
también se han localizado hacia el extremo 3’ (corriente abajo).
Las regiones que controlan la transcripción de un gen no necesariamente tienen que
estar cerca de la región codificadora. Estas regiones son mucho más complejas y
pueden activar o desactivar genes

28. Los potenciadores o secuencias amplificadoras (enhancers) son
secuencias cortas que potencian o aumentan la transcripción del gen de
manera cooperativa con otras secuencias reguladoras y alteran la
estructura del ADN, ya que inducen el superenrollamiento en la zona
del promotor basal y aumentan la unión de TF, lo que implica una
aproximación física entre ambos y una flexibilidad en la molécula de
ADN, y favorece el inicio de la transcripción.

30. Por otra parte, los silenciadores (silencers) son secuencias cortas de
nucleótidos de dos tipos: los elementos silenciadores o los elementos
de regulación negativa (negative regulation elements, NRE) y pueden
actuar de varias maneras:
1. Modificando la estructura de la cromatina
y evitando que los genes sean activados.
2. Reclutando factores transcripcionales
represores y evitando que factores
transcripcionales inductores se unan al
ADN.
3. Alterando el proceso de corte y empalme
del ARN heterogéneo nuclear y evitando
su maduración.
4. Creando señales que bloquean la
traducción, e inactivando así la expresión
génica.

32. La acción de un potenciador o un silenciador puede inhibirse por la
presencia de secuencias aisladoras, cuya función es bloquear la
transmisión de la señal de un sitio a otro en el ADN e impedir el
silenciamiento.
La mayoría de los potenciadores o silenciadores actúan sobre el promotor
que se encuentra vecino, sin ser específicos de un determinado gen.

33. Transcripción
La iniciación de la transcripción es
crucial para determinar que genes se
pueden expresar, cuando y donde.
Es importante descifrar la iniciación de
la transcripción por todas las
polimerasas de RNA a través de la
identificación del sitio de inicio para
la transcripción

34. En eucariontes, la regulación del
inicio de la transcripción ocurre a
diferentes niveles:
• Nivel promotor
• Nivel estimulador
• Nivel de la dinámica del nucleosoma
• Nivel de condensación del cromosoma

35. El promotor y estimulador son utilizados por los procariontes.
Promotor son señales del DNA que le indican al aparato de
transcripción como debe iniciar una transcripción en un sitio
específico cerca del promotor.

36. La actividad del promotor puede ser regulada por la unión de
factores auxiliares en sitios disponibles y estos a su vez se
determinan por el posicionamiento del nucleosoma dependiente de
la restructuración de la cromatina.
Campylobacter pylori
La condensación de la cromatina inhibe la transcripcion

37. Los promotores con frecuente iniciación se llaman fuertes.
Los promotores débiles rara vez dirigen la iniciación transcripcional.
La frecuencia del inicio transcripcional en un promotor
determinado depende de la eficiencia con la cual este se
une y organiza el complejo de iniciación transcripcional.

38. Todos los organismos tienen una proteína que
abarca o une directamente la polimerasa de RNA
tipo I al DNA.
En procariontes es el factor σ (sigma).
En eucariontes, hay diferentes complejos de
factores transcripcionales que son los
encargados para el posicionamiento de las
polimerasas de RNA I, II y III.

39. TIPOS Y ESTRUCTURA
DE LAS POLIMERASAS DE RNA

40. Procariontes
• Tanto las polimerasas de DNA como
las de RNA agregan nucleótidos
trifosfatados (NTP) sobre una
cadena de ácidos nucleicos
preexistente.
• Sin embargo, una diferencia muy
importante es que la polimerasa de
RNA si es capaz de iniciar la
síntesis de una cadena nueva sobre
una ya existente, en tanto que la de
DNA no.

41. • La reacción catalizada por una polimerasa de RNA es la adición de NTP en un
sentido de 5′ a 3′ con eliminación de un difosfato al medio; el primer NTP
conserva los tres fosfatos, en tanto que en la terminal del OH en 3′ es el lugar
donde se agregara el resto de los NTP con el extremo 5′.
• La velocidad de reacción en bacterias es del orden de 40 nucleotidos;
adicionados por segundo a 37°C es la misma velocidad de traducción (15
aminoacidos/s).
nucleotidos trifosfatados (NTP)

43. • La estructura de la polimerasa de RNA
de E. coli comprende cuatro
subunidades proteínicas [2α (37 kD), β
(151 kD) y β′ (156 kD)] y una accesoria
denominada factor σ del cual existen
varios tipos que varían en su peso
molecular desde 28 a 70 kD.
• Este factor σ es determinante en el
reconocimiento del sitio de iniciación en la
transcripcion; además, posee actividad de
helicasa que permite la abertura del DNA.

44. • La síntesis de nucleótidos la realizan las
otras cuatro proteínas que en su conjunto
• se conoce como núcleo, en tanto que el
conjunto de las cinco proteínas se
denomina holoenzima

45. Eucariontes
• Hay tres tipos de polimerasas de RNA, I, II y III.
• La estructura de las polimerasas de RNA de
eucariontes comprende dos subunidade
grandes equivalentes al β y β′ de procariontes,
además de 12 a 15 proteínas pequenas
adicionales
• Estas polimerasas carecen de las proteínas
equivalentes al factor σ de procariontes, por lo
que la iniciación de la transcripción la debe
realizar otro tipo de proteínas.

46. Eucariontes
• La polimerasa II resulta ser la mas importante,
debido a que es la encargada de transcribir
los genes que originan las proteínas y
algunos RNAnp, en tanto que las otras dos
• polimerasas transcriben solo genes de RNA.
• La polimerasa I se localiza en el nucléolo y
transcribe genes de RNAr excepto RNA 5S,
• La III también se localiza en el nucléolo
• y transcribe RNA 5S, RNAt, U6 RNAnp y
algunos pequenos genes de RNA
RNA nucleares pequeños (RNAnp)

47. Tipos de ARN polimerasa
La enzima protagonista en este proceso es la ARN pol, que sintetiza una cadena de
ARN en dirección 5’ → 3’ al igual que la ADN pol.
Esta enzima actúa de manera continua durante toda la unidad de transcripción:
--- primero sobre el sitio de inicio indicado en el promotor basal,
--- continúa en la secuencia codificadora y
--- finaliza en una secuencia de terminación.

48. En las células eucariotas los genes nucleares son
transcritos por tres tipos de ARN pol: I, lI y III, que
transcriben diferentes tipos de genes en lugares
específicos del núcleo.
Cada una reconoce promotores y TF con características
específicas.
Las ARN pol de mitocondrias se
asemejan más a la ARN pol
bacteriana, dada la menor complejidad
de los genomas de estos organelos.

49. La ARN pol I reside en una zona definida del núcleo, el
nucléolo, donde transcribe los genes que codifican para
los ARNr.
Esta enzima sintetiza un único tránscrito, el
ARNr 45S, precursor de los ARNr 18S, 28S
y 5.8S.
La ARN pol III se encuentra en el
nucleoplasma y es la encargada de la
síntesis de los ARNt, el ARNr 5S y otros
pequeños ARN (small nuclear, ARNsn).

50. La ARN pol II también se encuentra en el nucleoplasma
y sintetiza las moléculas de ARNhn, el precursor del
ARNm y algunos ARNsn.
Existen tres subunidades comunes para las tres ARN pol:
Las otras dos subunidades son las de
reconocimiento de la secuencia de ADN y la
del sitio catalítico.
En primer lugar, una subunidad grande, el dominio
terminal carboxilo (carboxy terminal domain, CTD), que
puede ser altamente fosforilada en los residuos de serina y
treonina, y es muy importante en el inicio de la transcripción,
en el corte y empalme, en la modificación de los extremos del
ARN y en la terminación.

51. Factores transcripcionales
(generales y específicos)
La producción de ARNhn por la ARN pol II requiere de una regulación mucho más compleja, donde el
número y el tipo de factores de transcripción involucrados es mayor.
Los TF son proteínas que se unen al ADN en el
promotor, potenciador o silenciador para el control
de la expresión de los genes.
Éstos se unen al ADN reconociendo una secuencia
específica, aunque una misma secuencia puede ser
reconocida por más de un TF, que puede ser
activador o represor.
Los TF se han clasificado, de acuerdo con su función,
en factores transcripcionales generales o basales
y factores transcripcionales inducibles.

52. Factores transcripcionales (TF)
generales o basales
Son los requeridos para el inicio de la transcripción
en todos los promotores basales.
Se unen a la ARN pol para formar un complejo que
rodea el sitio de inicio, determinando la iniciación.
Los TF toman el nombre de la ARN pol con la que
actúan y, junto con ésta, forman el aparato básico
de transcripción.
Por lo tanto, los TF que actúan con la ARN pol I se
denominan TF I; los que actúan con la ARN pol II, TF II,
y los que actúan con la ARN pol III, TF III.

54. Factores transcripcionales inducibles
Los TF inducibles, o TF de tejido específico, interactúan con el ADN de la misma manera que
los TF generales, pero su función es más bien reguladora y se unen preferentemente a los
promotores distales.
Se sintetizan o activan bajo un estímulo y controlan la transcripción en tiempo y espacio.
Un gen con un promotor que contenga secuencias reconocibles sólo por los TF generales
puede transcribirse en cualquier tipo celular y éstos son los responsables de la expresión de
genes que se expresan constitutivamente.
En cambio, los genes controlados por TF inducibles requieren de la formación de un
complejo mediador estimulado de forma aleatoria.

56. Factores y elementos 5′
Las secuencias que se encuentran mas alejadas del sitio de iniciación hacia el extremo 5′ (las cajas
GC, CAAT y el octámero) se reconocen por los factores 5′ para aumentar la eficiencia del suceso
de iniciación.
La caja GC es reconocida por el factor SP1. La caja GC mas cercana suele estar entre 40 y 70 pb en
dirección 5′ del punto de inicio.

57. El modo mas común de uso de los elementos de un promotor es que una secuencia
sea reconocida por un determinado factor (o por una familia de factores); no
obstante, algunos elementos pueden ser reconocidos por mas de un factor.

58. La caja CAAT puede ser reconocida en promotores por
factores diferentes.
Entre estos se encuentran los de la familia CTF, CP1 y
CP2 y con los factores C/EBP y ACF.
Esta secuencia puede actuar como una diana o blanco
especifico para la regulación.
Así, por ejemplo, en el promotor del gen para la histona
H2B solo se reconoce durante la espermatogénesis
en el erizo de mar.
Aunque, los factores que reconocen esta secuencia se
encuentran tanto en la espermatogenesis como en el
periodo embrionario, solo se unen a la secuencia en
la espermatogenesis.
Durante la embriogenia, hay una proteína (CDP,
proteína de desplazamiento del CAAT) que se une a la
secuencia e impide la unión del factor correspondiente.

59. El octámero (Oct) es otra secuencia que puede reconocerse por mas de un factor
transcripcional.
• El factor ubicuo Oct-1 se une al octámero para activar los genes de la H2B (y quizás
otros también); Oct-1 es el único factor que se une al octámero en tejidos no
linfoides.
• En los de origen linfoide, es un factor diferente; Oct-2 se une al octámero para
activar los genes de la cadena ligera de las inmunoglobulinas; así, Oct-2 es un
activador específico de tejido, mientras Oct-1 es ubicuo.

60. •Factores generales,
•Factores corriente
arriba(upstream)
o situados en 5'
•Factores inducibles
CLASIFICACIÓN DE FACTORES

61. Junto a la Pol ARN II forman
un complejo alrededor del
punto de inicio de la
transcripción, y determinan
en punto concreto de inicio de
ésta; este complejo
constituye el complejo de
transcripción basal.
Factores generales
Necesarios para el comienzo de la síntesis de ARN a partir de todos los promotores de clase
II (genes codificantes).

62. Estos factores son ubicuos y
actúan sobre cualquier
promotor que contiene el
lugar apropiado de unión al
ADN.
Factores corriente arriba,(upstream) o situados en 5
Son proteínas de unión al ADN que reconocen secuencias consenso cortas específicas situadas corriente
arriba o en 5' (proximales) del punto de inicio de la transcripción (p. ej. Sp1, que se une a la caja GC).
Su función es
incrementar la eficiencia
del comienzo de la
transcripción.

63. Se sintetizan o activan en
momentos específicos en
tejidos determinados.
Factores inducibles
Funcionan de manera semejante a los factores corriente arriba, pero con un papel más regulador.
Las secuencias a las que se
unen se
denominan elementos de
respuesta.

64. Estimuladores
Los promotores en eucariontes no
trabajan solos para asegurar una
transcripción eficaz.
En algunos genes o tipos celulares, la
actividad de un promotor se aumenta
por la presencia de otra secuencia
conocida como exaltador o
estimulador.
Representación esquemática de cómo los estimuladores
actúan como reguladores de la expresión génica en
distancias considerables del sitio de inicio de la
transcripción.

65. • Están formados por cientos de
bases.
• Generalmente, incluyen
secuencias repetidas.
• Actúan a distancia, miles de pares
de bases del promotor.
• Son activos en cualquier
orientación respecto al promotor,
incluso suele encontrárselos
dentro del mismo gen.
Las características de los estimuladores son las siguientes:
Los estimuladores, entonces, actúan como reguladores de la expresión génica. No esta claro aun
el mecanismo de acción de los estimuladores, más aún cuando estos se localizan a cualquier
distancia (1 000 a 2 000 pb) y dirección del promotor.

67. PROCESO DE TRANSCRIPCIÓN
EN EUCARIONTES

68. Proceso de transcripción
Conforme la ARN pol avanza y copia el ADN, el
ADN ya copiado se vuelve a unir a su cadena
complementaria y forma nuevamente la doble
hélice, liberando el ARN como una cadena sencilla
de nucleótidos.
La reacción de transcripción se divide en tres
etapas: iniciación, elongación y terminación.
La transcripción tiene lugar en el núcleo.
En el sitio de inicio de la transcripción, la molécula de ADN se separa de forma transitoria en dos
cadenas sencillas y una se utiliza como molde para la síntesis de ARN, formando una burbuja
(burbuja de transcripción).

70. Formación del complejo de preiniciación
Las polimerasas de RNA de
eucariontes, a diferencia de
los procariontes, requieren
mas de una proteína para
reconocer el promotor y
desdoblar la doble hélice
del DNA, de modo que
conformen un complejo de
preiniciación a manera de
preparación para la iniciación
transcripciones.

71. • En la polimerasa tipo I para transcribir el
precursor del RNAr que contiene la
información correspondiente a RNAr 28S,
18S, 5.8S y pequenos RNA.
• El gen correspondiente cuenta con dos
regiones en el DNA localizadas previo a
inicio, un elemento central más cercano a
la iniciación y otro elemento de control a –
100 pb aproximadamente.
factor de unión corriente arriba
UCE: (promotor distal) se encuentra cuesta arriba.
CORE (promotor basal): se encuentra extendido desde -40 abarcando el sitio de inicio hasta +20

72. • Estas regiones del DNA se reconocen por
dos factores proteínicos de unión al DNA
(UBF) necesarios para comenzar la
formación del complejo de preiniciación.
• Ambos factores forman un doblamiento
del DNA que subsecuentemente permite
el reclutamiento de la proteína de
unión a la caja TATA (TBP), así como
los factores asociados (TAF1), como
requisito para que la polimerasa de RNA
I pueda unirse y formar dicho complejo
de preiniciación.
factor de unión corriente arriba
La proteína de unión a TATA (TBP) es un factor de transcripción
que se une específicamente a la secuencia de ADN denominada
caja TATA.
pliega el ADN y permite
el ensamblaje de un
segundo factor de
transcripcion

73. Para el caso de la polimerasa de RNA III
que sintetiza el RNAr 5S, los RNAt y el U6
RNAnp, contiene en el gen
correspondiente para el RNAt una región
reguladora en el interior de la región que se
transcribe conocida como caja A y caja B,
regiones reconocidas al mismo tiempo por
el factor de transcripción III tipo C
(TFIIIC);
Luego se recluta otro factor de
transcripción III tipo B (TFIIIB, BRF)
donde se incluye la proteína TBP para
por ultimo permitir la unión de la
polimerasa III
La proteína de unión a TATA (TBP) es un factor de transcripción que se une específicamente a la secuencia de
ADN denominada caja TATA.

74. La polimerasa de RNA II encargada de transcribir la
gran mayoría de los RNAm de genes tanto
constitutivos como inducibles y algunos RNA
pequeños nucleares, a diferencia de las polimerasas I
y III, requiere un mayor número de factores de
transcripción para formar el complejo de preiniciación.
Todos estos factores se denominan TFII (donde TF se
refiere a transcription factor y II por la polimerasa II)
tipos A, B, D, E, F y H.

75. Es importante destacar que algunos de estos factores
se componen por diversas proteínas
Cabe señalar que al parecer el TFIIA no es absolutamente
necesario para la formación del complejo de preiniciación.
TFIID esta conformado por la proteína que reconoce, y se une a la
caja TATA parte central del promotor (TBP) y diversos factores
asociados (12 proteínas pequeñas) a esta proteína conocidos
como TAF; una de estas, conocida como TAF250, posee actividad
de acetiltransferasa para la histona.
La proteína de unión a
TATA (TBP) es
un factor de
transcripción que se
une específicamente
a la secuencia de
ADN denominada
caja TATA.

76. El ensamblaje del complejo de preiniciacion
inicia con la union del TFIID, que
mediante el TBP reconoce y se une al
promotor del DNA.
Por ultimo, la polimerasa de RNA II recluta a los factores TFIIE y
TFIIH en este orden para formar el complejo de preiniciación
(PIC, pre-initiation complex).
Una vez posicionado en el DNA, recluta a TFIIB y a
TFIIA; en caso de estar presente
Antes que la polimerasa de RNA II se una a este
complejo, el TFIIF se unirá a esta, dado que este factor
reconocerá al TFIIB previamente unido al DNA

77. El factor TFIIH cataliza la fusión del DNA, dado
que tres de sus subunidades que lo componen
poseen actividades de helicasa, ATPasa y
cinasa que permiten utilizar ATP para la
abertura del DNA y la fosforilacion del dominio
carboxiloterminal de la polimerasa de RNA II
para iniciar la transcripción

79. Son subunidades diferentes y pueden
reconocer una variedad de promotores tanto
basales como distales.
Estas proteínas desempeñan un papel
fundamental en el nexo entre el aparato basal
de transcripción y los otros factores 5’ y TF
reguladores, para formar el complejo
mediador de la unidad transcripcional
TAF: factores asociados

80. Inicio. El inicio se refiere a la síntesis de los primeros enlaces
nucleotídicos de ARN.
La ARN pol II permanece en el promotor
mientras sintetiza los primeros nueve
enlaces.
La fase de inicio puede retrasarse por
la ocurrencia de intentos abortivos, en
los que la enzima sintetiza pequeños
fragmentos (menos de nueve bases) y
los libera, y vuelve a iniciar
nuevamente.
El inicio termina cuando la enzima
comienza a alargar la cadena y abandona
el promotor con el complejo de iniciación.

81. La unión de la polimerasa de RNA II genera un complejo cerrado que se convierte luego en un
complejo abierto.
Para que comience el
movimiento de la
enzima, se necesita
además un
desplegamiento
adicional de las
cadenas; en este
paso, están
implicados los
factores
transcripcionales
tipo TFIIE y TFIIH
con sus actividades
de helicasa.

82. La caja TATA alinea a la polimerasa de RNA a través del factor TFIID y otros factores, de tal
modo que se garantiza iniciar en el punto correcto; esto explica por que la localización de esta
secuencia es fija con respecto al punto de inicio.
.
La unión de TBP a
TATA es el hallazgo
predominante en el
reconocimiento del
promotor; también
intervienen dos TAF
(TAFII250 y TAFII150),
que contactan con el
DNA en la vecindad
del punto de inicio e
influyen en la eficiencia
de la iniciación

83. En los promotores TATA, se requieren los mismos factores generales de transcripcion, incluyendo
TFIID.
Aquí, el sitio Inr
proporciona el
elemento de
posicionamiento, y
TFIID se une a través
de uno o mas TAF
que reconocen el Inr
de manera directa.

84. Estos factores son
los llamados factores
5′ e interactúan con
el aparato basal en
diferentes etapas
durante su
ensamblaje.
Aunque in vitro solo se requieren los factores generales que se ensamblan en el núcleo del promotor
(secuencia TATA e Inr), in vivo se necesitan otros factores que reconocen elementos en dirección
5′ para que se realice la transcripción.

85. Después de la formación del complejo de preiniciación, la abertura del DNA por el factor TFIIH,
el DNA se abre en la posición –10 pb antes del inicio.
Entonces, la polimerasa de RNA II utiliza los ribonucleótidos trifosfato (NTP) para la síntesis y
crecimiento del transcrito hasta la señal de terminación.
Elongación

86. Este proceso ocurre en el sentido de 5′ → 3′, y el CTD (dominio
carboxiloterminal) de la subunidad mayor de la polimerasa de RNA
II resulta ser importante para este proceso del crecimiento del transcrito,
ya que en la fase de iniciación de este segmento no esta
fosforilado, pero durante el crecimiento del transcrito este se fosforila
en los residuos de aminoácidos de prolina, serina y treonina, lo que
permite mantener su actividad y movilidad a lo largo de la lectura de la
cadena de molde del DNA.
… Elongación
Así, cuando hay unos 30 nucleótidos
sintetizados, se añade un nucleótido
modificado como protector, la 7-metilguanina
(m7 Gppp) al extremo 5′.

87. …. Elongación
La fase de elongación requiere de las proteínas TFIIE y TFIIH, que se unen corriente arriba de la
ARN pol II; ambas se requieren para iniciar su movimiento a lo largo del ADN y el abandono del
promotor basal.
Una vez unida TFIIE, se pueden unir TFIIH, que excepcionalmente continúa unido a la ARN pol II y
tiene varias actividades: ATPasa, helicasa y cinasa, que puede fosforilar el dominio CTD de la ARN
pol II.
La fosforilación del dominio
carboxiterminal (CTD) está
implicado en el abandono del
promotor basal y el inicio de la
fase de elongación.

88. ……. Elongación En la elongación, la
enzima ARN pol II se
mueve a lo largo del
ADN y sintetiza la
cadena naciente de
ARN.
A medida que la enzima
avanza sobre el ADN, lo
desenrolla para
exponer un nuevo
segmento de cadena
sencilla de ADN, que
fungirá como molde.
Los nucleótidos se añaden de forma covalente al extremo 3’OH y en la región
desenrollada se forma un híbrido ADN-ARN

89. Terminación.
La terminación de la transcripción
implica el reconocimiento de una
secuencia que contiene una
región rica en GC, en una serie
de seis o más adeninas
contenidas en el tránscrito de
ARN.
En la transcripción del ARN se leería como la señal de poliadenilación que determina el final
de la adición de nucleótidos a la cadena y la desintegración del complejo de transcripción.

90. Terminación…
Se presume que este proceso puede ser mucho más complejo.
Cuando se añade el último nucleótido a la burbuja de transcripción se colapsa al
desaparecer el híbrido ADN-ARN, y se libera la ARN pol II.
Es importante mencionar que
existe una superposición de
eventos, de tal manera que los
procesos de elongación,
terminación y maduración
del ARNhn son simultáneos,
por lo que cuando termina la
transcripción ya existe un
ARNm maduro y listo para
transportarse al citoplasma.

91. En el caso del RNAm, se corta y se
le añade un segmento de adeninas
(poli A) por una polimerasa de
poliadenilato.
Este RNA sintetizado es el RNA
heterogéneo nuclear (RNAhn) o
transcrito primario, el cual debe
modificarse antes de salir del núcleo.
… Terminación

93. Procesamiento del ARN
El tránscrito primario, o ARNhn, tiene que procesarse de diversas formas para su maduración antes de
exportarse del núcleo y participar en el proceso de traducción.
El proceso de maduración incluye la adición de un capuchón de guanina modificada en el
extremo 5’, la poliadenilación del extremo 3’, el corte y empalme, además del proceso de edición
que sucede sólo en algunos genes.

94. …. Capuchón de guanina, modificada en el extremo 5’
El extremo 5’ se modifica cuando el ARN es
apenas un polímero de 20 a 40
ribonucleótidos, por la adición de una 7-metil-
guanosina, en tres pasos enzimáticos:
1) La eliminación de un grupo fosfato (enzima
ARN trifosfatasa);
2) La adición del nucleótido guanina (enzima
guanilil transferasa),
3) y por último, su metilación (enzima metil
transferasa).
Las tres enzimas son reclutadas por el factor de elongamiento hSPT5 unido al CTD (dominio
carboxiterminal ) de la ARN pol II.
La 7-metil guanosina queda unida a través de un enlace entre carbono 5’-5’ de las ribosas.

95. La etapa de la terminación de la transcripción y la adición de la cola de
poliadenilación (poli-A) en el extremo 3’ están íntimamente ligadas.
El CTD de la ARN pol II, de igual
manera, participa en el
reclutamiento de las enzimas para
la poliadenilación que sucede al
encontrar secuencias de
reconocimiento en el ARN
tránscrito primario en tres
procesos:
…. la poliadenilación del extremo 3’

96. 3. La ARN pol II continúa añadiendo
nucleótidos antes de colapsar la burbuja
de transcripción, por lo que la señal de
poliadenilación es clave para el
proceso de terminación
1. Los complejos proteicos, el factor estimulante de la
escisión (cleavage stimulation factor, CstF) y el factor
específico de poliadenilación y escisión (cleavage and
polyadenylation specifi city factor, CPSF), transferidos
desde CTD (dominio carboxiterminal) al ARNhn, lo
escinden.
2. Adición de alrededor de 200 residuos de adenina
en el extremo 3’ por la enzima poli-A polimerasa.
Es importante mencionar que la cola de poli-A
sólo se añade a los ARN generados por la ARN
pol II; es decir, los que presentan la señal de
poliadenilación AAUAAA.

97. Corte y empalme (splicing)
El proceso de corte y empalme (splicing) consiste en la remoción de los intrones (las secuencias
intragénicas no codificadoras de la región codificadora) y el empalme de los exones (bloques de
secuencias codificadoras para formar el ARNm maduro).

98. Corte y empalme (splicing)
Los exones y los intrones pueden
empalmarse en más de una forma y
generar variantes del ARNm por corte
y empalme alternativo.
Las regiones en el ARNhn reconocidas
por la maquinaria de corte y empalme son
secuencias conservadas de nucleótidos
específicas que limitan los exones y los
intrones, e indican dónde se realizará el
corte y el empalme, sitio de empalme 5’
y 3’ (donante y receptor,
respectivamente); una tercera secuencia,
conocida como sitio de ramificación, se
encuentra en la secuencia del intrón.

99. Corte y empalme (splicing)
Las enzimas del proceso también conocido como ayustosoma median
dos reacciones de transesterificación sucesivas donde se rompen y se
forman dos enlaces fosfodiéster nuevos.
El ayustosoma está
formado por 150
proteínas y 5 ARN
nucleares pequeños
(ARNsn), conocidos
como U1, U2, U4,
U5 y U6; por lo
tanto, es una
riboproteína.

100. 1. Identificación de las secuencias donantes 5’
y sitio de ramificación por U1 y U2,
respectivamente, ayudado por proteínas
accesorias.
Las reacciones se pueden dividir en tres etapas:
2. Formación de un plegamiento del ARN para
acercar los sitios de corte y empalme,
ayudado por U4, U5 y U6; en este momento,
se produce el ataque nucleofílico de la adenina
conservada en el sitio de ramificación en el
enlace fosfodiéster de una guanina conservada
del sitio donante 5’, formando un nuevo enlace
fosfodiéster y una estructura llamada lazo
intrónico.

101. 1. Ataque del 2’OH del nucleotido
de adenina del sitio de ramificación
al enlace fosfodiester del sitio de
corte en 5’
2. Ataque del 3’OHdel último
nucleótido del exón en 5’ al enlace
fosfodiester del sitio de corte en 3’
Las reacciones de trans-
esterificación están catalizadas por el
spliceosoma

102. 3. Liberación de U1. Es remplazado por U6. En
la segunda reacción de transesterificación el
sitio donante 5’ libre se convierte en un
nucleófilo que ataca el sitio receptor 3’. Los
exones se empalman y liberan el lazo
intrónico.
Las reacciones se pueden dividir en tres etapas:
En este momento se libera U4 y entran en
contacto U6 y U2, y la unión de los exones es
mediada por U5.
El ayustosoma es constantemente reciclado y
reclutado por el CTD de la ARN pol II a través del
TAT-SF1.

103. Spliceosoma
Es un complejo formado por 150 proteínas y 5 ARN nucleares pequeños (ARNsn), conocidos
como U1, U2, U4, U5 y U6
El ARN de los ARNsn es el encargado de reconocer el intrón.
Se han identificado dos tipos de spliceosomas, el mayor y el menor, cada uno de los cuales
contiene diferentes tipos de ARNsn
Spliceosoma mayor
Esta formado por los ARNsn U1, U2, U4, U5 y U6.
Reconoce la secuencia consenso GU (Guanina-Uracilo)
del extremo 5’ del intrón
Así como la secuencia consenso AG del extremo 3’.
El 99% de los intrones, ayustados mediante
ayustosomas, lo hacen a través del siguiente
mecanismo

104. • Complejo E: U1 se une a la secuencia consenso GU del
extremo 5’ del sitio de corte del intrón, junto con las
proteínas accesorias ASF/SF2, U2AF, SF1/BBP.
• Complejo A: U2 se une al sitio de ramificación e
hidroliza ATP. El sitio de ramificación se sitúa a una
distancia de 20-40 nucleótidos del extremo 3’ del intrón y
en él se localiza la secuencia consenso CURAY.
• Complejo B1: U5, U4 y U6 trimerizan, y U5 se une
al exón 5’ y U6 a U2.
CURAY: Aporta la adenina (A) necesaria con la que la guanina (G) del
extremo 5’ del intrón (recientemente separado de su exón «izquierdo»)
establecerá el enlace fosfodiéster 5’-2’ que dará al intrón la forma
característica de un lazo durante el corte y empalme

105. • Complejo B2: U1 es liberado, U5 pasa
del exón al intrón y U6 se une al extremo 5’ del sitio
de corte.
• Complejo C1: U4 es liberado, U5 se une al sito de
empalme del extremo 3’ del exón, U6 y U2
catalizan la reacción de transesterificación y el
extremo 5’ del intrón es cortado; como resultado se
forma una estructura en lazo característica
denominada lariat.
• Complejo C2: el extremo 3’ del intrón es cortado lo
que provoca la liberación del lazo de ARN. A
continuación los exones son ligados, lo que
conlleva gasto de ATP. Por último, el complejo se
disocia.

106. Spliceosoma menor
Es similar al Spliceosoma mayor aunque los intrones eliminados mediante este
mecanismo son escasos, y además presentan diferencias en los sitios de corte y
empalme.
También se diferencian en las secuencias consenso reconocidas, que en este caso
son AU y AC para los extremos 3’ y 5’, respectivamente.
Además, salvo la partícula snRNP U5, el resto son análogos funcionales
denominadas U11 (análogo funcional de la U1), U12 (U2), U4atac (U4) y
U6atac(U6).
Splicing en trans
También se puede denominar transempalme o empalme en trans. Consiste en el
empalme de exones de dos transcritos primarios distintos, con la consiguiente
formación de un ARN híbrido.

107. Estructura formada por proteínas y RNA:
Spliceosoma
•RNAs pequeños nucleares
(snRNAs): U1, U2, U4, U5 Y
U6
•Ribonucleoproteínas
pequeñas nucleares (snRNPs):
U1, U2, U5 Y U4/U6

108. A) Adición de la caperuza o casquete en el
extremo 5’. La base modificada 7
metilguanosina (7mG) se añade en 2’-OH de
la última base, eliminando un grupo fosfato
con la formación de un enlace entre carbono
5’-5’ de las ribosas.
B) Modificación del extremo 3’ con la adición
de la cola de Poli A en presencia de los
factores CPSF y CstF, al reconocer la
secuencia AAUAAA presente en el ARNm.
C) Eliminación de intrones y empalme de
exones (splicing), con la formación del
ayustosoma con ataque nucleofílico y
transesterificación.
Procesamiento del ARN
CstF: factor estimulante de la escisión
CPSF: factor específico de poliadenilación y escisión

109. Edición del ARN
La edición es una forma de modificación postranscripcional del ARNm.
En algunos casos genera el cambio de un aminoácido importante por otro o codones de paro
de la traducción y la generación de una proteína truncada.
El proceso de edición sólo se presenta en ciertos genes, en algunos tejidos o en algunos tipos
celulares.

110. …. Edición del ARN
Existen dos mecanismos que median la edición:
• La desaminación oxidativa de una citosina metilada, que se convierte en uridina del
codón CAA (enzima citidina desaminasa) y genera el codón de paro UAA
• O el cambio de aminoácido adenina por inosina, que prefiere aparearse con citosina
(enzima adenosina desaminasa de acción sobre ARN, ADAR), mecanismo propio de los
mamíferos, incluido el ser humano.
La inserción o deleción de una uridina dirigida por un ARN guía se ha observado en procariotes, y ha
cambiado los marcos de lectura para la traducción.

111. El ejemplo más representativo del proceso de edición es en el ARNm de
la apoliproteína B (ApoB).
El ARNm sintetizado en el hígado produce una cadena polipeptídica de 100
aminoácidos, por lo que se lo conoce como ApoB-100.
Este mismo gen en el intestino, al ser tránscrito, sufre un proceso de
edición, en el que una citosina en la posición 2152 es desaminada y se
convierte en U, cambiando el codón CAA por UAA, un codón de terminación
que provoca la formación de una proteína truncada de tan sólo 48
aminoácidos denominada ApoB-48.

112. PROCESO DE TRANSCRIPCIÓN
EN PROCARIONTES

113. Iniciación
1. El mecanismo de transcripción inicia cuando la polimerasa de RNA se une a la cadena
molde de DNA y reconoce la primera base para copiarse.
2. Según las reglas de apareamiento de bases, la presencia de guanina en este sitio
produce que dicha polimerasa seleccione un CTP (desoxicitidina trifosfato) de la
mezcla de los cuatro diferentes tipos de nucleótidos de trifosfato existentes.

114. Iniciación
3. En tal polimerasa se produce un cambio
conformacional, el cual permite la lectura de
la siguiente base expuesta sobre la cadena
molde del DNA, la cual es una adenina; así,
la presencia de adenina en esta segunda
posición induce a que la enzima
seleccione a un UTP (desoxiuridina
trifosfato) y la formación de un enlace
fosfodiester en el carbón de la posición
3′-terminal del primer nucleótido.
4. Esta reacción permite eliminar un
pirofosfato del UTP con liberación de
grandes cantidades de energía necesarias
para la formación del enlace fosfodiester.

115. El complejo de transcripción del que forma parte la polimerasa de RNA
necesita factores de iniciación que se unen a secuencias
específicas del DNA para reconocer el sitio donde la transcripción
ha de iniciar y se sintetice el nuevo RNA.
Las secuencias de DNA en las que se ensamblan los complejos de transcripción se llaman promotores
Los promotores tienen secuencias de nucleótidos definidas,
donde las mas conocidas son la caja TATAAT y la caja
TTGACA.
Los promotores se localizan en los extremos 5′-
terminales de los genes, es decir, por lo general en
posiciones antes de iniciar la transcripción

116. La polimerasa de RNA se une a las secuencias
promotoras que incluyen la caja TATAAT y TTGACA
La secuencia promotora esta formada por unos 70
pares de bases (pb) nitrogenadas, que concuerda
con el tamaño de la holoenzima polimerasa de RNA
que es una esfera de unos 20 nm de diámetro.
Es común ver en células procariontes la participación de una serie de
proteínas llamadas factores σ que tienen como fin guiar a la polimerasa
de RNA al promotor conveniente.

117. La polimerasa de RNA se une a una de las caras del DNA
bicatenario y este se enrolla en la enzima de forma similar a
como lo hace con el nucleosoma
La interacción entre la polimerasa de RNA y el DNA se estabiliza por varios tipos de enlaces
débiles como interacciones iónicas, interacciones de van der Waals y enlaces de hidrógeno
La unión de polimerasas de RNA a DNA
se llama complejo cerrado
El reconocimiento del promotor por la polimerasa
de RNA corre a cargo de la subunidad σ.
Aunque la búsqueda del promotor por esta
polimerasa es muy rápida, la formación de la
burbuja de transcripción o abertura del DNA y la
síntesis del RNA es muy lenta.

118. Los ribonucleótidos de trifosfato se van uniendo al molde del DNA para
formar el RNA.
La subunidad σ abandona el complejo de transcripción cuando el
RNA alcanza una longitud de 10 ribonucleótidos.
La burbuja de transcripción es una abertura de DNA
desnaturalizado de 18 pares de bases, donde empieza a
sintetizarse el RNA a partir del nucleótido número 10 del molde
de DNA en la burbuja de transcripción
La burbuja de transcripción se llama
complejo abierto.

119. Crecimiento o elongación
La polimerasa de RNA cataliza el crecimiento de la
cadena del RNA.
Una cadena de RNA se une por apareamiento de
bases a la cadena de DNA, y para que se formen
correctamente los enlaces de hidrogeno que determina
el siguiente nucleótido del molde de DNA, el centro
activo de esta polimerasa reconoce a los
ribonucleótidos trifosfato entrantes.
Cuando el nucleótido entrante forma los enlaces de
hidrógeno idóneos, entonces la polimerasa cataliza la
formación del enlace fosfodiester que corresponde.
A esto se le llama crecimiento, la segunda etapa
de la transcripción del RNA.

120. Terminación
Al finalizar la síntesis de RNA, esta molécula ya se ha separado por completo del DNA (que
recupera su forma original) y también de la polimerasa de RNA terminando la transcripción.
La terminación es otra etapa distinta de esta ultima, porque justo cuando el complejo de transcripción
se ha ensamblado activamente, debe desensamblarse una vez que el crecimiento se ha completado.
La terminación esta señalizada
por la información contenida
en sitios de la secuencia del
DNA que se esta
transcribiendo, por lo que la
polimerasa de RNA se detiene al
transcribir algunas secuencias
especiales del DNA.

121. … Terminación
Estas secuencias son ricas en guanina y citosina, situadas en el extremo 3′ de los
genes, seguidas de secuencias ricas en timina, formando secuencias palindrómicas, que
cuando se transcriben en el RNA recién sintetizado, adoptan una estructura en horquilla
que desestabiliza el complejo RNA-DNA, obligando a separarse de la polimerasa de
RNA, renaturalizándose la burbuja de transcripción.

122. … Terminación
Algunas secuencias de DNA carecen de la secuencia de terminación; poseen otra
secuencia a la que se une una serie de proteínas reguladoras específicas para la
terminación de la transcripción, como es la proteína ρ (rho), que constituye un
segundo mecanismo de terminación en algunos genes en células procariontes.

123. Transcripción en procariotas
1. Una polimerasa de ARN sintetiza a los 3 transcritos
2. Factor sigma (complejo proteico de inicio), es parte de la polimerasa y permite
la unión de la enzima al ADN y al promotor.
3. Posee 3 zonas importantes: caja TATA (caja Pribnow) a -10 bases antes del
inicio, 6 nucleótidos TTGACA a -35 bases antes del inicio y el punto de
iniciación.
4. El ADN se identifica con 2 hebras: Codificante contiene las zonas del
promotor molde dirige la secuencia complementaria de ARN, No codificante
sin sentido.

127. MODIFICACIONES POSTRANSCRIPCIONALES DE RNA
Los productos inmediatos de la transcripción se denominan transcritos
primarios y no son necesariamente funcionales; muchos de ellos son
específicamente alterados en varias formas como son:
• Quitar segmentos exonucleotídicos o endonucleotídicos.
• Adición de secuencias nucleotídicas en cualquiera de los dos extremos (5′ o 3′).
• Modificación de nucleótidos específicos.
Estas modificaciones no
son iguales para todos
los tipos de RNA; cada
uno tiene sus propias
modificaciones particulares

128. RNAt
Consiste en ≈ 80 nucleótidos, con los cuales asume una
estructura en forma de trébol que se pliega sobre si misma.
Esta estructura se logra gracias a la complementariedad
de ciertas regiones de la molécula.
Todos los RNAt tienen una gran cantidad de bases
modificadas y una secuencia en el extremo —CCA—OH3′
en la cual se une el aminoácido correspondiente.
A un RNAt que lleva a su aminoácido correspondiente se le
denomina RNAt “cargado”.

129. En E. coli, hay ≈ 60 genes para RNAt, casi todos
componentes de operones de RNAr.
En el transcrito primario, existen nucleótidos extra en
posiciones 3′ y 5′ que se eliminan por las RNAsa P, E,
F y D.
La longitud de los RNAt varia de especie a especie y
en los eucariontes de organelo a organelo, y su
longitud es desde 60 hasta 95 nucleótidos (18 a 28 kD),
pero la mayoría tiene 76 nucleótidos,
aproximadamente.

130. Casi todos los RNAt, como reconoció Holley, presentan una estructura de trebol.
Empezando por el extremo 5′, los RNAt tienen las siguientes características comunes:
1. Grupo fosfato en extremo 5′.
2. Un brazo de siete pares de bases que incluye al
nucleótido 5′ y puede contener pares de bases
diferentes a los de Watson-Crick como G-U.
3. Un brazo de tres a cuatro pares de bases que
termina en un giro que con frecuencia contiene la
base de uracilo modificada dihidroxiuracilo, por lo
cual se denomina brazo D.
4. 4. Un brazo de tres pares de bases que termina
en un giro que contiene el anticodón, el triplete
de bases que es complementario con el codón en
el RNAm. A esta región se le denomina brazo del
anticodón.

131. 5. Un brazo de cinco pares de bases que termina en
un giro que casi siempre contiene la secuencia
TψC (en donde ψ representa seudouridina); esta
región se llama brazo TψC o simplemente T.
6. Todos los RNAt terminan en una secuencia
CCA con el OH del extremo 3′ libre. A esta
región se le denomina como brazo aceptor o
receptor o brazo del aminoacido, porque el
aminoacido se une a la A en el OH libre del
extremo 3′ de esta region con secuencia 3′—
ACC—.
7. Hay 15 posiciones invariables (siempre tienen la
misma base) y ocho posiciones semiinvariables
(contienen sólo una purina o pirimidina) que se
presentan en los giros.

132. El sitio de mayor variabilidad en los RNAt se encuentra
en el denominado brazo variable, que tiene tres a 21
nucleótidos y puede tener una región lineal de siete o
mas pares de bases.
La molécula asume una conformación en forma de
L, en la cual la longitud de la L esta dada por los
brazos T y receptor formando una doble hélice. La
parte restante de la L se forma por los brazos D y del
codón.

133. Muchos pre-RNAt eucariontes tienen intrones que
varían de cientos a miles de nucleótidos.
Estas estructuras no tienen la secuencia —CCA en 3′
que esta presente en los RNAt de E. coli; por el
contrario, la secuencia es agregada por la
nucleotidiltransferasa de RNAt, una enzima que
también existe en procariontes, pero su función
esta en la reparación del RNAt.

134. RNAr
Los siete operones para RNAr en E. coli contienen una copia
casi idéntica de los tres genes para RNAr.
Sus transcritos primarios, policistrónicos, son mayores de
5500 nucleotidos; contienen en su extremo 5′ al RNAr de 16S
seguido de los transcritos 1 o 2 de RNAt, el RNAr de 23S,
luego el RNAr de 5S y en algunos operones también hay 1 o
2 RNAt mas en el extremo 3′.
La elucidación de la maduración de estas moléculas se
realizo con mutaciones en una o mas de las enzimas que
catalizan el proceso.

135. El procesamiento inicial que produce pre-RNAr
comienza cuando los transcritos todavía se están
sintetizando.
El proceso consiste en cortes endonucleotídicos
específicos que son catalizados por la RNAsa III, la
RNAsa P, la RNAsa E y la RNAsa F, nucleasas para
las cuales existen sitios de corte específicos en el
transcrito.

136. Metilación
La incrustación de radicales metilo es una de las
modificaciones mas frecuentes en los ácidos
nucleicos; así, el RNAr 16S y 23S son metilados en 24
nucleósidos específicos de su secuencia. El donador
de los grupos metilo es la S-adenosilmetionina (SAM).
Este proceso produce a los resíduos N6,N6-
dimetiladenina u O2′-metilrribosa.
Se sabe que la degradación de estos ácidos nucleicos
por las RNAsa requiere del grupo OH en posición 2′ de
la ribosa, por lo cual se cree que la metilación en esta
posición es un protector de los enlaces fosfodiéster.

137. Semejanza entre procariontes y
eucariontes
El genoma de los eucariontes contiene típicamente
cientos de copias repetidas de genes de RNAr que
están contenidos en el nucléolo.
El nucléolo es el sitio de transcripción y
procesamiento del RNAr y de ensamblaje de las
subunidades ribosómicas.

138. Autoeditables
Pocos genes para RNAr eucariontes poseen
intrones.
Thomas Cech, al estudiar este proceso de ajuste (corte
y empalme) (edición) en el RNA en el ciliado
Tetrahymena thermopila, descubrió que el RNA puede
actuar como una enzima.
Cuando se aísla el pre-RNAr de este organismo y se
incuba con guanosina o nucleótidos libres de guanina
(GMP, GDP o GTP), pero en ausencia de proteínas, su
único intrón de 413 nucleótidos se autocorta y se unen
los exones adyacentes.

139. Este proceso de autoedición también ocurre en las mitocondrias de hongos y
plantas; e igual se ha encontrado en los cloroplastos.
La reacción de corte consiste en una serie de esterificaciones que no necesitan
de energía externa.
Probablemente el intrón adquiere estructura terciaria especifica que lo hace
asemejarse a una enzima de RNA; a este tipo de moléculas se les conoce
como ribozimas.

140. RNAm
En los procariontes, la mayoría de los transcritos primarios son
funcionales inmediatamente después, e incluso durante su síntesis.
Es decir, estos RNAm participan en la traducción, sin
modificación alguna. De hecho, en estos organismos, los
ribosomas por lo general comienzan la traducción en la cadena
naciente del RNAm.

141. RNAm
En los eucariontes por el contrario, el RNAm se produce en el
núcleo, y su traducción ocurre en el citoplasma.
En el nucleoplasma, durante el camino al citoplasma, los RNAm
sufren alteraciones en su estructura.
A estos cambios se les denomina modificaciones
postranscripcionales que son un proceso de maduración en donde
se incluyen modificaciones en el OH-3′ con la adición de un
poliadenilato y en ppp-5′ con la adición de un protector y la
edición que consiste en el corte y unión alternante para eliminar
los intrones y unir los exones.

142. Maduración del RNAm
Adición del protector en ppp-5′
Los RNAm eucariontes maduros poseen un
protector que se agrega enzimáticamente y que
consiste en un residuo de 7-metilguanosina unido
en el extremo inicial (5′) por un enlace trifosfato
(5′ppp-5′).

143. La estructura del protector de los RNAm eucariontes se puede encontrar en tres
formas:
0: no tiene modificaciones (forma predominante en organismos
eucariontes unicelulares).
1: el nucleótido lider esta 02′metilado (forma predominante en
organismos multicelulares).
2: los dos primeros nucleótidos están 02′metilados
El protector se une por una guanililtransferasa específica; después de ≈ 20 nucleótidos, define el
sitio de inicio de la traducción.
Si el nucleótido líder es adenosina (por lo general es una purina), puede estar también metilada
en posición N6

144. Adición del poliadenilato (poli A) en OH-3′
Los RNAm eucariontes a diferencia de los procariontes son siempre monocistrónicos; esto
quiere decir que contienen información únicamente para un gen, a diferencia de los operones
procariontes.
Los RNAm maduros presentan secuencias 3′ definidas; casi todos ellos terminan en colas de
poli A de 20 a 50 nucleótidos, que no son necesarios para la transcripción in vitro.
Las colas de poli A se unen a la proteína de unión al poli A (PABP), lo que genera una
ribonucleoproteina.
PABP protege al RNAm y su presencia
reduce la velocidad de degradación del
RNAm

145. La mutación de la cola de poli A de un transcrito presenta una
vida media (t1/2) menor a 30 min en el citoplasma; por el contrario,
el mismo transcrito con su cola de poli A tiene una t1/2 que varia de
horas a días.
Esta cola se agrega al transcrito primario en dos reacciones.
1. El transcrito se corta en una posición entre 15 y 25 nucleótidos,
pasando una secuencia conservada AAUAAA, que, al mutarse,
inhibe el corte y la poliadenilación.
2. La cola de poli A se genera a partir de ATP, gracias a la
catálisis de la polimerasa de poli A.

146. Adición del RNAm
La mayor diferencia entre los genes estructurales eucariontes y
procariontes es que las secuencias de la mayoría de los genes
eucariontes combinan secuencias de expresión con secuencias de no
expresión.
Los transcritos primarios son muy heterogéneos en longitud,
desde ≈ 2 000 hasta mas de 20 000 nucleótidos y son mucho mas
largos de lo que se esperaría para el tamaño de las proteínas que
producen.
La longitud de los intrones en los vertebrados varía entre ≈ 65 y ≈ 200
000 nucleótidos con periodicidad no obvia.

147. La formación del RNAm eucarionte comienza con la transcripción del gen
estructural completo, que incluye a los intrones formando el pre-RNAm;
Después viene la adición del protector en el extremo ppp5′ y la del poli A en
OH-3′; luego, se cortan los intrones y se pegan los exones, dando origen al
RNAm maduro.
Este proceso de ajuste (corte y empalme) se
hace con mucha precisión, pues si se deja o
corta una base de mas, la proteína que se
produce puede no ser funcional;
Los exones nunca se mueven de lugar,
tienen el mismo orden en el RNAm maduro que
en el gen.

148. Metilación
Durante o poco tiempo después de la síntesis de los
pre-RNAm de vertebrados, ≈ 0.1% de los residuos de
A están metilados en la posición N6.
Estos m6As tienden a ocurrir en secuencia
RRm6ACX, en donde X es rara vez una G.
La función de este proceso se desconoce, pero una
gran cantidad de estos residuos forma parte del
RNAm maduro

150. Regulación de la transcripción
Las diferencias fenotípicas que caracterizan a las
diferentes células presentes en organismos
multicelulares, a pesar de tener el mismo genotipo, se
deben a la expresión diferencial de sus genes.
El desarrollo y el fenotipo de un organismo pueden
regularse por el producto génico que interactúa con
otros genes o con el ambiente en tiempo y espacio.
Existen diversos mecanismos por los cuales se puede
controlar la expresión de los genes.

152. REGULACIÓN DE LA TRANSCRIPCIÓN
Dentro del metabolismo celular, encontraremos
enzimas que son necesarias de manera continua y
otras que solo lo serán en determinadas circunstancias.
Las primeras se sintetizan siempre, mientras las
segundas solo en determinadas condiciones.
Es decir, que la célula debe contar con mecanismos
que le permitan regular esta síntesis, ya que seria un
gasto de energía innecesario el transcribir y traducir
una proteína que luego no se ha de utilizar.

153. La regulación génica es el proceso que se usa para controlar el momento, la
ubicación y el nivel de expresión de los genes. El proceso puede ser complicado y se
lleva a cabo por diversos mecanismos, que incluyen proteínas reguladoras y
modificación química del ADN. La regulación génica es clave para la capacidad de un
organismo de responder a cambios ambientales.
REGULACIÓN GÉNICA

154. La regulación génica es el proceso que controla qué
genes en el ADN de una célula se expresan (se utilizan
para hacer un producto funcional como una proteína).
Diferentes células en un organismo multicelular pueden expresar grupos muy
diversos de genes, aun cuando contienen el mismo ADN.
El grupo de genes expresados en una célula determina el grupo de proteínas y de ARN
funcionales que contiene, y le da sus características únicas.
En los eucariontes como los humanos, la expresión de los genes involucra muchos pasos y su
regulación puede ocurrir en cualquiera de ellos. Sin embargo, muchos genes se regulan
principalmente en el nivel de la transcripción.

155. La regulación génica diferencia a las células
La regulación génica es la forma como una célula controla qué genes, de
los muchos genes en su genoma, se "encienden" (expresan).
Gracias a la regulación de los genes, cada tipo de célula en tu cuerpo tiene
un conjunto diferente de genes activos, a pesar de que casi todas las
células del cuerpo contienen exactamente el mismo ADN.
Estos diferentes patrones de expresión génica causan que tus diversos
tipos de células tengan diferentes conjuntos de proteínas, lo que hace que
cada tipo de célula sea exclusivamente especializada para hacer su
trabajo.

156. Por ejemplo, una de las funciones del hígado es
eliminar las sustancias tóxicas como el alcohol de
la sangre.
Para ello, las células del hígado expresan genes
que codifican las subunidades (piezas) de una
enzima llamada alcohol deshidrogenasa.
Esta enzima descompone al alcohol en una
molécula no tóxica.
Las neuronas en el cerebro de una persona
no eliminan las toxinas del cuerpo, así que
mantienen estos genes sin expresar, o
"apagados". Del mismo modo, las células del
hígado no envían señales utilizando
neurotransmisores, así que mantienen los
genes neurotransmisores apagados

157. ¿Cómo "deciden" las células cuáles genes activar?
Muchos factores pueden afectar qué genes expresa
una célula. Diversos tipos de células expresan diversos
grupos de genes, como vimos anteriormente. Sin
embargo, dos diferentes células del mismo tipo también
pueden tener diferentes patrones de la expresión de un
gen, según su ambiente y su estado interno.
En general, podemos decir que el patrón de la
expresión génica de una célula lo determina la
información tanto del interior como el exterior de la
célula.
•Ejemplos de información del interior de la célula: las
proteínas que heredó de su célula madre, si su ADN
está dañado y cuánto ATP tiene.
•Ejemplos de información del exterior de la célula:
señales químicas de otras células, señales mecánicas
de la matriz extracelular y niveles de nutrientes.

158. ¿Cómo ayudan estas señales a que una célula “
decida” qué genes expresar? Las células no toman
decisiones como lo hacemos tú o yo, tienen vías
moleculares que convierten la información –tal como la
unión de una señal química a su receptor– en un
cambio en la expresión del gen.
Como ejemplo, consideremos cómo las células
responden a los factores de crecimiento. Un factor de
crecimiento es una señal química de una célula vecina
que instruye a una célula objetivo crecer y dividirse.
Podríamos decir que la célula “nota” al factor de
crecimiento y “decide” dividirse, pero ¿cómo ocurren
realmente estos procesos?

159. •La célula detecta el factor de crecimiento a través de
la fijación del factor de crecimiento a una proteína
receptora en la superficie de la célula.
•La unión del factor de crecimiento causa que el
receptor cambie de forma, lo que acciona una serie de
eventos químicos en la célula que activa las proteínas
llamadas factores de transcripción.
•Los factores de transcripción se fijan a ciertas
secuencias de ADN en el núcleo y causan la
transcripción de los genes relacionados con la división
celular.
•Los productos de estos genes son varios tipos de
proteína que hacen que la célula se divida (promueven
el crecimiento de la célula y/o hacen que la célula
avance en el ciclo celular).

160. Este es solo un ejemplo de cómo una célula puede
convertir una fuente de información en un cambio en la
expresión de un gen. Hay muchos otros, y actualmente
entender la lógica de la regulación génica es un área
de investigación en curso en la biología.
La señalización del factor de crecimiento es compleja e
implica la activación de muchos objetivos, que incluyen
proteínas de factores de transcripción y de factores que
no son de transcripción. Puedes aprender más sobre
cómo funciona la señalización del factor de crecimiento
en el artículo sobre la transducción de la señal
intracelular.

161. La expresión génica eucarionte puede regularse en
muchas etapas
En los artículos que siguen, examinaremos diversas
formas de regulación génica en eucariontes. Es decir,
veremos cómo puede controlarse la expresión de
genes en eucariontes (¡como nosotros!) en varias
etapas, desde la disponibilidad del ADN, hasta la
producción de ARNm, y la traducción y procesamiento
de proteínas.
La expresión génica en eucariontes implica muchos
pasos y casi todos pueden regularse. Diferentes genes
se regulan en diferentes puntos y no es poco frecuente
que un gen (particularmente uno importante o
poderoso) sea regulado en múltiples pasos.

162. •Accesibilidad de la cromatina. La estructura de la
cromatina (ADN y sus proteínas de organización)
puede regularse. La cromatina más abierta o “relajada”
hace a un gen más disponible para la transcripción.
•Transcripción. La transcripción es un punto regulador
clave para muchos genes. Grupos de proteínas
del factor de transcripción se fijan a secuencias
específicas del ADN en o cerca de un gen y promueven
o reprimen su transcripción en un ARN.
•Procesamiento del ARN. El proceso de corte y
empalme, la adición del casquete y la adición de un
cola poli-A a una molécula de ARN pueden regularse,
así como la salida del núcleo. Se pueden producir
diferentes ARNm del mismo pre-ARNm por el proceso
de empalme alternativo.

164. •Estabilidad del ARN. El curso de vida de una
molécula de ARNm en el citosol afecta cuántas
proteínas pueden hacerse de ella. Pequeños ARN
reguladores llamados miARN pueden unirse a ARNm
objetivos y hacer que se corten en pedacitos.
•Traducción. La traducción de un ARNm puede
aumentarse o inhibirse por los reguladores. Por
ejemplo, los miARN a veces bloquean la traducción de
sus ARNm objetivos (en lugar de hacer que se corten
en pedacitos).
•La actividad de la proteína. Las proteínas pueden
someterse a una variedad de modificaciones, tales
como ser cortadas o etiquetadas con grupos químicos.
Estas modificaciones pueden ser reguladas y pueden
afectar la actividad o el comportamiento de la proteína
Aunque todas las etapas de la expresión génica
pueden ser reguladas, el principal punto de contr
muchos genes es la transcripción. Fases posterio
la regulación a menudo refinan los patrones de la
expresión del gen que fueron “aproximados” dura
transcripción.
Para aprender más, véase los artículos sobre fac
de transcripción y regulación posterior a la
transcripción.

165. Regulación génica y diferencias entre especies
Las diferencias en la regulación génica hacen que la estructura y función de los
diferentes tipos de células de un organismo multicelular (tal como tú mismo),
sean únicas. Si tomamos un poco de distancia, la regulación de genes también
puede ayudar a explicar algunas de las diferencias en la forma y función entre
diferentes especies con secuencias de genes relativamente similares.
Por ejemplo, los seres humanos y los chimpancés tienen genomas que son
aproximadamente 98.8%98.8%98, point, 8, percent idénticos a nivel de ADN.
Las secuencias codificantes de proteínas de algunos genes son diferentes entre
los humanos y los chimpancés, lo que contribuye a las diferencias entre las
especies. Sin embargo, los investigadores también creen que los cambios en la
regulación de genes juegan un papel importante en hacer a los seres humanos y
a los chimpancés diferentes entre sí. Por ejemplo, algunas regiones de ADN
presentes en el genoma de chimpancé, pero que faltan en el genoma humano
contienen secuencias de regulación génica conocidas que controlan cuándo,
dónde o con qué fuerza se expresa un gen

166. La trasncripción ocurre
• Eucariotas
• Procariotas
• Virus dependientes
• Organelos como
mitocondrias y plastidios