2.2.2. Transcripción de la eucromatina

De todas las polimerasas de ARN de los eucariotas, la que se conoce mejor es, sin duda, la polimerasa II, un complejo capaz de sintetizar, de principio a fin, todos los ARNm necesarios para las diversas proteínas celulares. Pero, para poder ejercer su trabajo, la enzima debe superar un obstáculo: a menudo los genes que debe transcribir están “desactivados”.

En efecto, cada célula tiene que controlar estrictamente qué genes se deben expresar y cuáles no en un momento dado; las células embrionarias pueden, de este modo, diferenciarse en el transcurso del desarrollo, y los organismos se hallan capacitados para responder a los cambios en el medio.

Una forma muy extendida de mantener a los genes inactivos es empaquetar densamente el ADN en forma de heterocromatina (que, recordémoslo, es el estado de la cromatina que se tiñe intensamente con eosina), de modo que la polimerasa no tenga acceso a los mismos. Por esta razón, para que se transcriba un gen es necesario previamente que la cromatina se descondense y se transforme en eucromatina (que se tiñe débilmente con eosina), tarea de la que se ocupan —en respuesta a señales fisiológicas, como ciertas hormonas— los llamados activadores de la transcripción.

El mediador transmite las señales de regulación desde los activadores de la transcripción hasta el complejo de iniciación del proceso, formado por la polimerasa II y diversos factores de transcripción (fuente: ASH).

Dichos activadores son polipéptidos que se unen a regiones del ADN denominadas secuencias potenciadoras, muy alejadas del punto de inicio de la transcripción a veces (ilustración anterior). Los activadores reclutan, a su vez, a otras proteínas genéricamente conocidas como coactivadores; entre ellas destacan ciertas enzimas capaces de añadir grupos acetilo a las histonas, disociándolas transitoriamente del ADN, o complejos de remodelación de la cromatina que desplazan a los nucleosomas, facilitando así el acceso de la maquinaria de transcripción al ADN.

Tras activarse los genes puede dar comienzo la transcripción, que por conveniencia se divide en tres etapas: iniciación, elongación y terminación:

1. Iniciación.

   La polimerasa II es incapaz por sí sola de localizar al promotor, unirse a él y comenzar a transcribir. Por tal razón, requiere la asistencia de una colección de proteínas conocidas como factores de transcripción. El proceso se inicia cuando uno de tales factores reconoce, en el interior del promotor, una corta secuencia de ADN que incluye el tetranucleótido dT-dA-dT-dA y se llama, por ello, caja TATA. La unión del factor de transcripción a la caja TATA causa una distorsión en el ADN que actúa como señal para atraer a los demás factores de transcripción y a la polimerasa II. Se ensambla así un agregado proteínico, el complejo de iniciación, que interactúa con los activadores gracias a otro complejo, el llamado mediador.

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   Secuencia de acontecimientos que conducen a la transcripción de un gen por la polimerasa II (fuente: ASH).

   Uno de los factores de transcripción puede desenrollar el ADN “cortándolo y pegándolo” (igual que la girasa del ADN citada en el apartado 1.3.), dejando libre una hebra que puede ser leída por la polimerasa II. Una vez la polimerasa ha engarzado los primeros nucleótidos del ARN sufre un cambio conformacional que la libera del complejo de iniciación, lo que marca el fin de esta primera etapa.

2. Elongación

   Alargamiento de la cadena de ARN debido a la polimerasa II. En su transcurso —tras haberse transcrito entre 25 y 30 nucleótidos— se añade al extremo 5’ de la nueva cadena de ARN la caperuza, consistente en un resto de trifosfato de guanosina con un grupo metilo en posición 7 (m⁷Gppp-); sirve para distinguir al ARNm de otros tipos de ARN, para evitar su degradación por unas enzimas llamadas exonucleasas y para regular su exportación al citosol y su traducción.

3. Terminación

   Tiene lugar cuando la polimerasa reconoce la secuencia de terminación dT-dT-dA-dT-dT- dT; la enzima continúa transcribiendo, pero ciertos complejos proteínicos asociados a la misma se unen a la secuencia A-A-U-A-A-A recién formada en el ARN y promueven la escisión de la molécula en dos fragmentos; el fragmento de ARN que estaba situado hacia el extremo 3’ se degrada rápidamente, pero el otro fragmento queda protegido gracias a la poliadenilación, es decir, a la adición de una cola poli(A) integrada por entre 50 y 250 restos de adenosina [véase la ilustración 6.19] que también interviene en el transporte del ARN y en su traducción.

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   Procesamiento del ARNm: formación de la caperuza, escisión y poliadenilación y ayuste de exones (fuente: ASH).
    
   

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Parece razonable pensar que, tras la terminación, el ARNm está listo para exportarse al citoplasma y traducirse. Pero, como vamos a ver, la realidad es muy diferente.