Los procesos de maduración
son los que llevan a los transcritos primarios a convertirse en transcritos
maduras. Mostrados sobre un mRNA, son:
Splicing: Todos los Pre- ARN
m sufren un proceso denominado Splicing, que tiene como finalidad eliminar a
los Intrones (secuencias no codificantes). Este proceso ocurre en el núcleo y
da origen al ARN m que será desplazado al citoplasma, para ser partícipe del
proceso de Traducción. En el Splicing son descartados del 50% al 90% del
Pre-ARNm (transcripto primario). Los elementos remanentes (exones) son unidos o
ensamblados. El número de intrones, generalmente sobrepasa al de los Exones.
Cap: El extremo 5’ contiene
dos nucleótidos conectados que siempre están metilados (-CH3). La reacción de
la incorporación del CAP ocurre inmediatamente después de iniciada la
transcripción y siempre precede a cualquier modificación que se le realice al
ARN m precursor. El CAP tendría la función de proteger al ARNm de la
degradación, con lo cual aumenta su vida media.
Cola Poly A: En el extremo
3’, según se mencionó antes, los ARNm Eucariotas contienen una secuencia de 20
a 200 nucleótidos que poseen como base nitrogenada a la Adenina. La secuencia
Poly A no está codificada en el ADN, sino que es añadida al ARN después de
finalizada la transcripción. La función de la Cola Poly A es la de aumentar la
estabilidad de los ARN m.
Regulación de la
Transcripción
En el caso de las
eucariotas, el proceso se realiza en el núcleo, y es similar al de las
procariotas, pero de mayor complejidad. Diferentes ARNp transcriben distintos
tipos de genes. La ARNpII transcribe los pre-ARNm, mientras que la ARNpI y
ARNpIII transcriben los ARN-ribosomales y ARNt, respectivamente. Los ARNs
transcritos son modificados posteriormente. El pre-ARNm,por ejemplo, sufre un
proceso de maduración que tras cortes y empalmes sucesivos elimina ciertos
segmentos del ADN llamados los intrones para producir el ARNm final. Durante
este proceso de maduración se puede dar lugar a diferentes moléculas de ARN, en
función de diversos reguladores. Así pues, un mismo gen o secuencia de ADN,
puede dar lugar a diferentes moléculas de ARNm y por tanto, producir diferentes
proteínas. Otro factor de regulación propio de las células eucariotas son los
conocidos potenciadores (en inglés: "enhancers"), que incrementan
mucho (100 veces) la actividad de transcripción de un gen, y no depende de la
ubicación de éstos en el gen, ni la dirección de la lectura.
Dentro del metabolismo
celular, encontraremos enzimas que son necesarias en forma continua y otras que
solo se necesitan en determinadas circunstancias. Las primeras se sintetizan
siempre, mientras que las segundas solo son sintetizadas en determinadas
condiciones. Es decir que, la célula, debe contar con mecanismos que le
permitan regular esta síntesis, ya que sería un gasto de energía innecesario el
transcribir y traducir una proteína que luego no ha de ser utilizada.
Los principales mecanismos
de regulación de la expresión génica, recaen en el proceso de transcripción. Es
así como, la célula podrá “elegir” qué genes transcribe y cuáles no,
dependiendo de las necesidades metabólicas reinantes en ese momento. Cada día
se postulan más mecanismos por los cuales la transcripción puede ser regulada,
nosotros nos dedicaremos al estudio del mecanismo clásico de regulación: el
Modelo del Operón.
El Modelo del Operón fue
descripto en células Procariotas, por los investigadores franceses Francois
Jacob y Jacques Monod, quienes se hicieron acreedores del Premio Nobel en el
año 1965.
Tal como postularan Jacob y
Monod, los grupos de genes que codifican para proteínas asociadas se encuentran
en unidades conocidas como Operones. Un Operón está constituido por: un
Promotor, un Operador y Genes Estructurales.
El Promotor, según vimos en el
apartado anterior, es el lugar del ADN en el cual se une la ARN polimerasa para
iniciar la transcripción. El operador es una secuencia de nucleótidos que se
encuentra interpuesto entre el promotor y los genes estructurales. Los Genes
Estructurales son las porciones de ADN que codifican para la síntesis de las
proteínas asociadas metabólicamente.
La transcripción de los Genes Estructurales
depende de la actividad de otro gen denominado Gen Regulador, que generalmente
esta ubicado a unos cientos de pares de bases del sitio promotor.
El gen
Regulador codifica para una proteína que tiene afinidad para unirse al
operador. Siempre que el represor se encuentre unido a esta proteína, se verá
boqueada la unión de la ARN polimerasa al promotor, inhibiéndose así la
transcripción de los Genes estructurales.
