TRANSCRIPCION

INDICE
Transcripción
• Dogma central de la Genética
• Transcripción procariotas versus eucariotas
• Características de la transcripción
• ARN polimerasas
• Unidad de transcripción
• Transcripción en Procariotas
• Inicio
• Elongación
• Terminación
• Transcripción en Eucariota
• Remodelación de la cromatina
• Procesamiento ARN polimerasa II
• Promotores
• Factores de transcripción
• Inicio
• Elongación
• Terminación
• Splicing
• Espliceosoma
• Splicing alternativo
• Editosoma
• Procesamiento ARN pol I
• Procesamiento ARN pol III
• Transcriptoma
• Factorías de transcripción
Expresión génica I: Transcripción
Dogma central de la Biología Molecular (F. Crick 1958)
La información genética contenida en el ADN
1. Se mantiene mediante su capacidad de replicación
2. Se expresa dando lugar a proteínas:
• Mediante los procesos de Transcripción, paso por el

que la información se transfiere a una molécula de
ARN mensajero (ARN-m) y
• Mediante el proceso de Traducción el mensaje
transportado por el ARN-m se traduce a proteína
Expresión génica I: transcripción
El dogma central funciona en la inmensa mayoría de los organismos
En 1970 Temin y Baltimore demostraron que la

Transcriptasa reversa (enzima que se encuentra en los
retrovirus) transformaba el ARN a ADN
Ampliación del dogma central
Traducción en ausencia de
Transcripción reversa Replicación del ARN ARN
Algunos virus ARN como VIH Las ribozimas son RNAs con Obtención de proteína in
necesitan “transformarse” en propiedades autocatalíticas vitro, en un sistema libre de
moléculas de ADN para lograr capaces de modificarse y células y en ausencia de ARN,
infectarnos. Para ello, utilizan duplicarse a sí mismos en por lectura directa del ADN
la transcriptasa reversa ausencia de proteína y ADN mediante ribosomas, en
presencia de neomicina
Transcripción
Procariotas
La transcripción y la traducción tienen
lugar en el citoplasma bacteriano y al
mismo tiempo, son simultáneas
Eucariotas Experimentos de pulso y caza

La transcripción tiene lugar en el • A células en cultivo se añaden precursores radiactivos
núcleo y la traducción en el citoplasma que marcan específicamente el ARN (uridina tritiada)
durante un breve período de tiempo (Pulso)
• Una vez que las células han incorporado la uridina
tritiada se transfieren a un medio con precursores sin
marcar (Caza)
• Las muestras de células tomadas después del pulso,
mostraron marcaje en el núcleo, indicando que ARN
se sintetizaba allí
• Las muestras de células tomadas después de la caza
mostraban el marcaje radiactivo en el citoplasma
El ARN se sintetiza en el núcleo y se

transporta posteriormente al citoplasma
Transcripción
Proceso por el cual se genera una copia de RNA a partir la secuencia de un gen
El ARN se transcribe a partir de un molde de ADN
En una sola de las dos cadenas de ADN
Características Según las reglas de complementariedad de BNs
Asimétrica y antiparalela a la cadena molde de ADN
Síntesis a partir de ribonucleótidos trifosfatos rNTPs
Esta copia, llamada una molécula de ARN mensajero (ARNm), deja el núcleo de la célula y entra
en el citoplasma donde dirige la síntesis de la proteína que codifica
Características de la Transcripción
1
El ARN se transcribe a partir de un molde de ADN
Durante la transcripción se forman Estructuras como árbol de navidad pueden ser visualizadas
estructuras en árbol de navidad durante la transcripción activa con muchas polimerasas
formadas por fibras centrales delgadas transcribiendo al mismo tiempo
(tronco) a las que se unen cadena de
gránulos (ramas)
• El tratamiento con una ADNasa

provoca la desaparición de la fibra
central indicando que es ADN
• El tratamiento con ARNasa elimina las
cadenas de gránulos que son ARN
naciente
Cada árbol de navidad representa un gen en proceso de transcripción

• Comienza en la parte superior del árbol (inicio) donde ha habido poca transcripción y las ramas son cortas
• A medida que desciende el aparato de transcripción se acumula más cantidad de transcrito y las moléculas de
ARN se alargan produciendo largas ramas en la parte final (Microscopia electrónica O Miller y col. 1970)
3
La transcripción suele ocurrir en una sola de las dos cadenas de ADN
• La cadena utilizada para la transcripción se denomina cadena molde y la otra

cadena codificante
• El ARN crece en dirección 5á 3´
• El ADN molde se copia en dirección 3á 5´
cadena molde
cadena codificante
La transferencia de la información del ADN hacia el ARN se realiza siguiendo

las reglas de complementariedad de las bases nitrogenadas
cadena codificante
cadena molde ADN
ARNm
(A+T)/(G+C) en el ADN = (A+U)/(G+C) en el ARN

4
La transcripción es asimétrica
• De cada gen sólo se transcribe una de las

cadenas (alelo): la cadena molde
• La cadena que se utiliza como molde en la

transcripción de un gen es siempre la misma
• No todos los genes se transcriben todo el

tiempo, solo se transcriben los genes que son
necesarios en cada momento
• No todos los genes se transcriben con la

misma velocidad ni en la misma cantidad
5
El sustrato de la transcripción
• El ARN se sintetiza a partir de ribonucleotidos

trifosfatos rNTPs
• Durante la síntesis cada nuevo ncl se une al
grupo 3´-OH del último ncl añadido a la
molécula de ARN creciente
• Se sintetiza en forma complementaria y
antiparalela a una de la cadena molde de ADN
ARNn + rNTP --- RNAn+1 + PPi

ARN polimerasas
ARN polimerasas
Enzimas responsables de la transcripción, catalizan la polimerización del ARN
Procariotas
Existe solamente una ARN polimerasa o transcriptasa que es capaz de sintetizar
todos los tipos de ARN: ribosómico, transferente y mensajeros
• Cambia de conformación para reconocer el promotor

• Produce el desenrollamiento de una vuelta de hélice
• Comienza a sintetizar en sentido 5'-3’
(recorre la cadena en 3'-5’)
• Finaliza al llegar a una señal de termalización
Formada por cinco subunidades

• El núcleo central del enzima tiene dos cadenas de tipo α y
una β y β’
• La enzima completa u holoenzima acopla la subunidad σ o
factor sigma necesario para iniciar la transcripción. La
subunidad σ una vez iniciada la transcripción se libera y el
núcleo sigue la elongación del ARN
ARN polimerasas
ARN polimerasas Eucariotas
Compuestas por un núcleo polimerasa o polimerasa central formado por:

• La subunidad mayor (Rpb1) homóloga a ß’, interacciona con el ADN
• La subunidad menor (Rpb2) homóloga a ß, actividad catalítica
• El heterodímero Rpb3/Rpb11 homólogo a α 600 kDa
Incapaces de reconocer directamente los promotores,
• Necesitan un aparato básico de transcripción dirigido por TFs
• Cada tipo de ARN-polimerasa reconoce promotores específicos: ARN pol II se
une a TFIID (TBP+TAFs)
ARN-polimerasa I 40.000 unidades por célula

• En el nucléolo, 50-70% actividad relativa
• Transcribe genes rADNs
• La cromatina que transcribe no tiene nucleosomas
para que la transcripción rápida y continua
ARN-polimerasa II 40.000 unidades por célula

• En el nucleoplasma, 20-40% actividad relativa
• Transcribe todos los genes y algunos snARN
• Debe eliminar los nucleosomas de la cromatina
La velocidad total de polimerización es
ARN-polimerasa III 20.000 unidades por célula unas 20 veces mayor que la de las ADN-
• En el nucleoplasma, 3-10% actividad relativa polimerasas ya que las tres RNA-
• Compleja y menos abundante polimerasas funcionan simultáneamente
• Transcribe todo tipo de RNA pequeños
Transcripción
Unidad de transcripción: del promotor al terminador
Promotor
Secuencia de ADN a la que se une el aparato de transcripción
• Indica la cadena molde y la dirección de la transcripción
• Determina el sitio de inicio de la transcripción, el primer
nucleótido que será transcrito a ARN
Región codificante de ARN

Secuencia de ncl ADN que se copia a nucleótidos ARN
Terminador
Secuencia de ncl que señala el final de la transcripción Los términos “corriente arriba” (upstream) hacia el
promotor o “corriente abajo” (downstream) hacia el
• Formar parte de la secuencia codificante terminador indican la dirección de la transcripción
1. Cuando se escribe la secuencia de ADN se utiliza la secuencia de la cadena no molde ya que será la misma que la cadena de ARN
transcrito a partir del molde (con excepción de la U en lugar de la T)
2. Por convención la secuencia sobre la cadena codificante se escribe con el extremo 5á la izquierda y el extremo 3á la derecha
3. El primer ncl transcrito se numera con +1, los ncl corriente arriba reciben números negativos y los corriente abajo números positivos
Transcripción
Promotor
Transcripción en procariotas
Etapas
1 Inicio: el aparato de transcripción se
ensambla sobre el promotor y comienza la
síntesis del ARN
• Reconocimiento del promotor
• Formación de la burbuja de transcripción
• Creación de nuevos enlaces entre los rNTPs
• Escape del aparato de transcripción desde el promotor
2 Elongación: la ARN polimerasa se mueve a lo

largo del ADN, lo desenrolla y va añadiendo
nuevos nucleótidos al extremo 3´de la
cadena creciente de ARN
3 Terminación: se produce el reconocimiento

del extremo de la unidad de transcripción y
la separación de la molécula de ARN del
molde de ADN
1 Inicio de la transcripción: Reconocimiento del promotor
La unión de la ARN polimerasa al promotor determina cuales serán las partes del molde de ADN
que se transcribirán y con que frecuencia
Promotores bacterianos
Las secuencias de nucleótidos de los promotores de los
genes de E. coli varían entre sí, pero todos ellos tienen dos
secuencia consenso reconocidas por el factor σ :
• T AT A A T en la región -10 (caja de Pribnow)
• T T G A G A en la región -35
(ambas corriente arriba respecto al inicio de la transcripción +1)
Mutaciones en estas secuencias afectan la velocidad de
transcripción reduciéndola (down mutations) aunque también
pueden aumentarla (up mutations)
El factor σ se une al núcleo central de la ARN pol

1. Para reconocer el promotor y unirse a las secuencias -
10 y -35
2. A través de sus dominios de tipo doble vuelta hélice
(HTH domain) determinando el sitio de inicio de la
transcripción (+1)
3. Formando un complejo promotor cerrado
1 Inicio de la transcripción: Formación de la burbuja de transcripción
La holoenzima ARN pol desenrolla las dos cadenas de

ADN (complejo promotor abierto) rompiendo los puentes
de hidrógeno de un número limitado de pares de bases
formándose la burbuja de transcripción de unos 18 ncl
alrededor del sitio de inicio de la transcripción
• Creación de nuevos enlaces entre los rNTPs

La ARN pol aparea un ribonucleótido-trifosfato con su
base complementaria en el sitio de inicio de la
transcripción (+1) de la cadena molde de ADN para iniciar
la molécula de ARN. Dos fosfatos se separan de cada
nucleótido trifosfato ulterior y crean un nucleótido de
ARN que se añade al extremo 3´del ARN creciente
• Escape del aparato de transcripción del promotor

El factor σ se libera a medida que la ARN pol se va
alejando del promotor
2 Elongación de la transcripción
La liberación del factor σ al final de la iniciación induce un cambio conformacional en la ARN pol que le permite
soltarse del promotor y comenzar a moverse corriente abajo
A medida que la ARN pol se mueve corriente abajo

1. Desenrolla el molde de ADN en el extremo lider (downstream) de la burbuja de transcripción
2. Une nucleótidos a la molécula de ARN de acuerdo a la secuencia molde y enrollando el ADN
molde ya copiado corriente arriba de la burbuja (upstream)
3. Dentro de la burbuja de transcripción en todo momento 8 nucleótidos de ARN recién
sintetizado se aparean con 8 nucleótidos del ADN molde generándose superenrollamientos
resueltos por topoisomerasas
En bacterias a 37ºC se transcriben unos 40

ncl/seg en comparación a la replicación de
ADN de más de 1.500 ncl/seg
En ocasiones la ARN pol comete errores que son subsanados por ella misma (proofreading)
(1) retrocede en la cadena molde, (2) elimina hasta dos nucleótidos de la cadena de ARN creciente y (3) reinicia la transcripción
3 Terminación de la transcripción: Secuencia de terminación (TE)

La ARN pol se mueve sobre el molde y va añadiendo nucleótidos al extremo 3´ de la cadena
creciente de ARN hasta que transcribe una secuencia terminador de 40 pares de bases
Dos tipos de TE
1. Intrínsecos o independientes de rho
2. Dependientes de rho
Factor rho (ρ) es una proteína hexamérica con actividad helicasa para
desensamblar el complejo transcripcional ARNm-ADN-ARN polimerasa
1. terminadores intrínsecos o independientes de rho
• Secuencias que contienen una región de

repeticiones invertidas GC que forma una horquilla
estructura secundaria en forma de horquilla palindrómica
palindrómica por autoapareamiento. Favorece la
separación entre el ARN y la ARN pol
• Después de la horquilla hay de 6 a 8 repeticiones de
adenina (A), cuya transcripción produce una secuencia de
uracilos (U)
3 Terminación de la transcripción: Secuencia de terminación (TE)
2. Terminadores dependientes de rho
• Secuencias de ADN que codifican un tramo de ARN hacia la

región 5´ del terminador carente de estructuras secundarias:
secuencias o sitios rut (rho utilization) rica en C y pobre en G
• Producen una pausa en la transcripción
• La proteína rho se incorpora al RNA naciente sin estructura secundaria

unos 100 nt antes de su extremo 3', al pasar por los sitios rut
• Cuando se une al ARN hidroliza ATP
• La energía liberada es capaz de mover el complejo proteico factor rho
a lo largo del ARN que se está sintetizando en dirección de la burbuja
de transcripción
• Cuando llega a la burbuja el factor rho se disocia del híbrido ADN-ARN
liberando el ARN sintetizado al citoplasma
En bacterias los genes de una vía metabólica, además de no tener

intrones, están agrupados (cistrones), por lo que durante la transcripción
se produce un solo ARNm largo (policistrónico)
Transcripción en eucariotas
Diferencias en la transcripción entre eucariotas y procariotas
La transcripción en los eucariotas se produce en el núcleo donde se encuentra el ADN y la

1 traducción en el citoplasma por lo que los ARNm tienen que ser transportados al citoplasma.
Los procariotas realizan los dos procesos simultáneamente en el citoplasma
El ADN de los eucariotas esta organizado en nucleosomas formando fibras de cromatina, el

2 inicio de la transcripción requiere la remodelación de la cromatina para hacer accesibles las
cadenas de ADN a la maquinaria proteica de transcripción. Los procariotas no tiene
organizado el ADN en nucleosomas
3 Los eucariotas tienen tres ARN-polimerasas distintas, cada una de ellas reconoce promotores
distintos en función al tipo de unidad transcripcional. Los procariotas solo una.
Los ARN eucariotas que contiene intrones que codifican proteínas deben de modificarse
4 antes de exportarse al citoplasma. El ARN recién sintetizado se denomina preARNm o ARNhn
y el ARN ya procesado para traducirse ARNm. Los genes procariotas no tienen intrones.
El genoma eucariota es grande y complejo: los genes y sus promotores que están separados
5 en diferentes posiciones cromosómicas o incluso en diferentes cromosomas se agrupan
durante la transcripción para producir focos nucleares discretos, que contienen la ARN
polimerasa II fosforilada ( Pol II) y se conocen como Fábricas de transcripción
Existen 2 tipos de ARN transcrito llamados policistrónico y monocistrónico
Monocistrónicos: el RNA sintetizado contiene la información de

un único gen. En los organismos eucariotas los genes que codifican
proteínas son momocistrónicos. Todos los ARNm, exceptuando los
de las histonas, provienen de genes monocistrónicos
Policistrónicos: el RNA sintetizado contiene la información de

varios genes. En los organismos eucariotas los ARNr y los ARNt se
forman a partir de tránscritos policistrónicos
Remodelación de la cromatina I: Inicio de la transcripción
Para poder iniciar una transcripción, la maquinaria transcriptora ha de poder acceder a la

secuencia de ADN del promotor, lo que implica la descondensación previa de la región
1. Debe estar en forma de fibra de 10 nm
2. Desprovista de nucleosomas (sensible a la ADNasa)
Los distintos patrones de modificación en las colas

de histonas (código de histonas) que están en los
promotores de los genes, facilitan o impiden la
unión de los TFs
• La acetilación y desmetilación permite la transcripción
• La desacetilación y metilación impide la transcripción
Remodelación de la cromatina II: Inicio de la transcripción

La eliminación de los nucleosomas se debe al ensamblaje y desensamblaje de los
mismos controlado por la acetilación y metilación de las histonas
• Las enzimas acetiltransferasas de • La metilación de histonas es la

histonas (HATs) y deacetilasas de transferencia de la S-adenosyl-L-metionina
histonas (HDACs) regulan la de un a tres grupos metílicos, a Lys o Arg
acetilación de las colas de la histona • Catalizada por las methyltransferases de la
• Principalmente en los aa Lys en las histona (HMTs)
• Dependiendo del sitio de la metilación, la metilación de la Lys en H3
colas de las histonas H3 y H4 y H4 implica la activación y la represión de la transcripción, mientras
• Es una reacción reversible que la metilación de la Arg se implica solamente en la activación de
la transcripción
• El reclutamiento de HATs a los promotores de los genes por parte de los

activadores induce la acetilación de las histonas y la activación de genes
• El reclutamiento de las HDACs por parte de los represores transcripcionales
provoca la desacetilación de las histonas y se requieren para la represión
Remodelación de la cromatina III: Complejos multiprotéicos
Uno de los complejos multiprotéicos que modifican la estructura del nucleosoma es SWI/ SNF
• Transfiere el octamero de histona de una cadena de ADN a otra
• Desliza la cadena de DNA sobre las histonas, dejando así expuesta una parte de
la cadena que antes no lo estaba
ON
OF
Este remodelamiento de la cromatina permite que pueda interactuar con los factores de
transcripción, mediante los cuales, los genes son expresados de manera específica
Remodelación de la cromatina IV: Elongación de la transcripción
Durante la elongación de la transcripción, la RNA polimerasa

es capaz de desplazar los nucleosomas en la zona codificante
gracias a la energía potencial topológica que se acumula en
las superhélices por el enrollamiento toroidal del ADN sobre
las histonas (superenrollamiento negativo)
1. La aproximación de la ARN pol a los nucleosomas

desestabiliza la estructura del collar de nucleosomas en
esa zona
2. El ADN es desplazado de octamero de histonas y forma
un bucle o loop
3. La ARN polimerasa separa completamente el octamero
de histonas que se enrolla sobre el bucle de ADN
4. Ensamblaje del nucleosoma detrás de la ARN polimerasa
https://www.sebbm.es/BioROM/contenido/av_bma/apuntes/T11/etapas.htm#:~:text=Durante%20la%20elongaci%C3%B3n%20de%20la,que%20el%20nucleosoma%20es%20desplazado
Tres polimerasas diferentes reconocen distintos tipos de promotores
• En eucariotas las ARN polimerasas no pueden reconocer directamente las secuencias promotoras
• Previamente un complejo de proteínas accesorias reconocen el promotor del gen
Secuencias promotores genes tipo II - ARN pol II
• Los genes transcritos por la RNA-polimerasa II son todos los mRNA y algunos snARN reguladores
• Los promotores se localizan en la zona 5' no codificante previa al sitio del inicio de la transcripción
Tres secuencias esenciales En eucariotas existen los promotores alternativos

1. Promotor basal o mínimo • Al menos la mitad de los genes humanos tienen dos
2. Elementos proximales promotores o más, produciendo transcritos con
3. Elementos distales versiones alternativas del primer exón que pueden ser
codificantes o no
• Algunos genes también tienen promotores alternativos
en los intrones como el gen de la distrofina con 8
promotores alternativos específicos de tejidos
Promotor basal o mínimo: determina el sitio de inicio de transcripción (hasta la posición –40)
• Caja TATA: verifica el promotor

• Secuencia iniciadora Inr : verifica el inicio
• Elemento de respuesta al TFIIB (BRE): orienta el promotor
Elementos proximales: se encargan de determinar la frecuencia con la que se debe

iniciar la transcripción
• Caja CAAT: confiere eficacia al promotor

• Cajas GC: expresión constante pero baja
• Secuencias distales específicas (SDE): reconocidas por
determinadas proteínas
Elementos distales: secuencias repetidas en tándem que se encuentran a más de 1 kb del inicio de
transcripción tanto hacia 5' como hacia 3’, se acercan al promotor basal mediante curvaturas en el DNA
• Silenciadores o inhibidores: impiden que se transcriba el gen

• Potenciadores o enhancers: aumentan la velocidad de transcripción
• Aisladores o insulators: determinan la región de regulación del gen
Factores de transcripción de la ARN pol II o TFII

• Reconocen las secuencias de los promotores de los genes tipo II
• Junto con la ARN polimerasa forman el aparato de transcripción basal que se ensambla
cerca del sitio de inicio y es suficiente para iniciar los niveles mínimos de transcripción
Factores de transcripción generales

Junto a la ARN pol II forman un complejo alrededor del punto de inicio de la
transcripción, constituyen el complejo de transcripción basal
TFIID • Unión al surco menor del DNA (libre de histonas) en la secuencia caja TATA a través de TBP
TFIIA • Estabiliza la unión de TFIID
• Ayuda a posicionar el complejo de factores y la ARN pol II sobre el promotor
TFIIB • Tienen actividad helicasa para abrir la doble cadena en el sitio +1
TFIIF • Une a TFIIH y recluta a la ARN pol II al promotor
• Complejo de 9 subunidades que se une a la ARN pol II, con (1) actividad cinasa para fosforilar el
TFIIE Dominio Carboxilo terminal (CTG) de la ARN pol II, (2) actividad helicasa, y (3) exonucleasas para reparar
TFIIH errores en NER
Factores de transcripción específicos

Influyen en la eficacia de la transcripción. Pueden ser proximales y distales o inducibles
Inicio de la transcripción de la ARN pol II

Ensamblaje de la maquinaria de transcripción sobre el promotor
• Unión de TFIID a la caja TATA en el surco menor del ADN molde,

a través de su polipéptido TBP, curvándolo y desenrollándolo
(contienen también los TAFs)
• Unión de TFIIA (3 subunidades) para estabilizar la interacción
entre el TFIID y el DNA y de TFIIB creando una estructura
asimétrica del complejo que define el sentido de la
transcripción
• Unión de la RNA-polimerasa II y de TFIIF, lo que lleva la
protección del DNA hasta +20. Su principal función es la de
deshacer interacciones inespecíficas entre la RNA-polimerasa y
el DNA, definir el sitio de iniciación y aumentar la velocidad de
polimerización de los primeros nucleótidos
• A este complejo se une TFIIE, llevando la protección hasta +30 y
formando el Complejo promotor cerrado
• la unión de TFIIH/TFIIK, con actividad helicasa y cinasa, separa
las dos cadenas del DNA en torno a la caja TATA en unos 12 pb.
TFIIK fosforila el dominio CTD de la ARN pol II una vez formado
el Complejo promotor abierto
• La fosforilación del CTD marca el fin de la iniciación y el
comienzo de la elongación separándose la mayoría de los TFII
Elongación de la transcripción de la ARN pol II
• Después de la unión de 30 r-nl de ARN, la ARN pol II

abandona el promotor iniciando la elongación
• La doble cadena de ADN se introduce en el interior de

la ARN pol II y se desenrolla
• La unión ADN-ARN se arquea en ángulo recto

colocando el extremo 3´del ARN en el sitio activo de la
enzima donde se van a ir uniendo los nuevos r-nl
• El ARN recién sintetizado se separa del ADN y se

desprende de la ARN pol II
En el proceso de transcripción todos los nucleótidos entre el sitio de iniciación y el sitio de

terminación se transcriben a un pre-ARNm, entre ellos exones, intrones y el extremo 3´ largo que
más tarde será cortado
Las tres ARN polimerasas utilizan mecanismos diferentes de terminación

Terminación de la transcripción de la ARN pol II
En eucariotas el ARN sintetizado sufre un procesamiento antes de ser traducido
1. Modificación del extremo 5´

2. Eliminación de los intrones
3. Modificación del extremo 3´ (poliadenilación)
Caperuza o cap
Modificación del extremo 5´ se produce al inicio de la transcripción
Consiste en la adición de una guanosina (G) al

extremo 5´ del ARN que posteriormente se
convierte en 7-metilguanosina por la
incorporación de un grupo metilo (m G-P-P-P)
Necesita de tres enzimas
• Nucleosidil-trifosfatasa: elimina el fosfato del extremo 5’
• Guanilil-transferasa: añade un grupo guanililo al extremo
difosfato del hnRNA mediante el enlace fosfodiéster 5’-5’
• Metilasa: introduce metilos
Funciones del cap
1. Proteger el ARN de la degradación por exonucleasas inespecíficas

2. Marcar el hnRNA como sustrato de otras reacciones
3. La caperuza es reconocida por uno de los factores de traducción
4. Ayudar al desalojo del promotor en el comienzo de la elongación
Cola poli (A)

Modificación del extremo 3´ forma parte de la terminación de la transcripción
Durante el procesamiento del precursor del ARNm se

añade un número variable de adenosinas (A) al extremo 3´
formándose una cola de poli (A)
La poliadenilación está estrechamente ligada a la
terminación pues el corte del RNA favorece la terminación
al desestabilizar la interacción con la RNA-polimerasa
Necesita
Un complejo enzimático con la poliA polimerasa que asociada al
dominio CTD de la RNA pol II reconoce la secuencia AAUAAA en el
transcrito primario de ARN y añade entre 20 y 250 residuos de A al
extremo 3´(OH libre) del ARNm. No necesita molde
Funciones del cap

1. Interviene en el transporte del mRNA al citoplasma
2. Determina la duración de la semivida del mRNA
3. Interviene en la traducción
4. Señal para diferenciar los hnRNA que van a madurar
5. Interviene en la eliminación del último intrón
Splicing: eliminación de intrones se produce antes de terminar la transcripción
Los intrones se eliminan mientras que el ARN Sharp y Roberts (1977) demostraron que el ARNm y el
ADN del gen correspondiente no coincidían con exactitud
se está transcribiendo después de añadir la al hibridar, de manera que aparecían lazos de ADN
caperuza y antes de que sea transportado al monocatenarios. Había segmentos del ADN del gen que
citoplasma no estaban representados en el ARNm
La eliminación de los intrones y unión de los
exones sucesivos es un proceso secuencial
denominado corte y unión de ARN o splicing siete lazos R: A, B, C, D, E, F y G
Mediante la técnica de los “lazos R” desarrollada

por White y Hogness (1977) es posible hibridar ARN
con ADN de doble hélice a altas temperaturas y en
presencia de formamida. En estas condiciones, los
híbridos ADN-ARN son más estables que las
moléculas de ADN doble hélice. Como
consecuencia, el ARN hibrida con la secuencia
complementaria de ADN y desplaza a la otra hélice
de ADN que queda sin aparear formando un “lazo
R” que representan intrones
https://www.researchgate.net/publication/317038271
Secuencias consenso y espliceosoma
El splicing requiere de tres secuencias consenso en el intrón
• Un extremo del intrón se conoce como sitio de corte y unión 5´ y

comienza con la secuencia GU
• El otro extremo es el sitio de corte y unión 3´ y termina con la
secuencia AG
• La tercera secuencia es el punto de ramificación, que es un
nucleótido de A ubicado entre los nucleótidos 18 a 40 en dirección 5´
desde el inicio del intrón
• Un cambio en alguno de esos nucleótidos evita el splicing
El splicing ocurre en un gran complejo molecular: Espliceosoma

Formado por 5 moléculas de ARN nucleares pequeños (ARNsn) y casi 300
ribonucleoproteínas (RNPsn). Los ARNsn (U1, U2, U3, U4 y U5) son los
componentes que reconocen los intrones, la interacción se produce por
complementariedad de bases entre dos moléculas de ARN, los ARNsn y el
pre-ARNm lo que permite la formación del espliceosoma
Pasos
1. Se corta el extremo 5´del intrón, la G de la secuencia consenso del extremo 5´ se une a la A del
punto de ramificación formándose una estructura en lazo
2. Se corta el extremo 3´del intrón y se unen de forma covalente los dos exones contiguos para
liberar el intrón en forma de lazo
Procesamiento o splicing alternativo
Los transcritos primarios de algunos genes Una única molécula de pre-ARNm se procesa de diferentes
formas para producir tipos alternativos de ARNm que se
pueden ser procesados de formas alternativas traducen en diferentes proteínas (isoformas) a partir de la
en diferentes tipos celulares y tejidos o misma secuencia de ADN
momentos del desarrollo del organismo
Tipos
Corte y empalme alternativo: la misma
molécula de pre-ARNm puede cortarse y unir
los exones de varias maneras, aunque
siguiendo el orden correlativo, para dar como
resultado múltiples ARNm que se traducen a
proteínas con diferentes secuencias de
aminoácidos
Múltiples sitios de corte 3´: en el pre-ARNm
se encuentran dos o más sitios potenciales
para corte y poliadenilación
Se estima que el 60% de los genes humanos sufren corte y unión alternativo
Edición o corrección del ARNm por el Editosoma
Produce modificaciones en la secuencia de nucleótidos del transcrito primario obteniéndose

un ARNm maduro con una secuencia de nucleótidos diferente a la del gen original y una
proteína con una secuencia de aminoácidos distinta a la del ARNm primario
Mecanismos
• Inserción de U
• Perdida de nucleótidos
• Modificaciones de bases
Edición del gen apo-B que codifica la apoproteína B100 de 4.563 aa sintetizada en los hepatocitos
• En el intestino este gen se expresa transcribiendo la apoproteína B48 que sólo tiene 2.152 aa
• La diferencia entre ambas proteínas se produce porque en el intestino la C de la posición 6.666 sufre
una desaminación transformándose en un U, lo que implica que el codón de la glutamina (CAA) de la
posición 2.153 se convierta en un codón final (UAA) y se forme una proteína truncada
Secuencias promotores genes tipo I - ARN pol I
La ARN pol I sintetizar un único tipo de transcrito, el prerRNA grande de 13,7 kb en los mamíferos (45S)
Promotor
Cada unidad de transcripción repetida miles de veces en la mayoría de los genomas)
abarca unas 200 pb delante del inicio de transcripción y comprende dos regiones:
• Promotor basal
• Secuencia reguladora distal (UCE)
Factores reconocidos por el promotor

• UBF
• SL1
Procesamiento de los transcritos ARNr
Los rRNA se transcriben como un RNA de

mayor tamaño: pre-rARN
• Metilación de las ribosas
• Procesamientos endonucleolíticos que
generarán los RNA maduros (18S, 5,85S y 28S)
Ribonucleasas (RNasas) que intervienen

• Endonucleasas: cortan enlaces específicos dentro
del RNA, generando fragmentos discretos
• Exonucleasas: eliminan residuos uno a uno

desde un extremo de la molécula
Secuencias promotores genes tipo III - ARN pol III
Los genes que transcribe esta polimerasa producen RNA pequeños y funcionales
Promotores
Comienzan con una G y contienen dos regiones
Sintetizan ARN reguladores (<300 nt):
• Secuencia reguladora proximal • pre-rARN 5S
(URS: upstream regulatory sequence) • tARN
• Región interna de control: tipos a, b y c • snARN
(ICR: internal control region) • microARN
Promotores tipo «b» generan los ARNt, ARNsn y microARN

No tienen caja C, pero tienen una caja B más cercana a la caja A, y no necesitan el TFIIIA
En humanos hay 1.300 copias de genes de tARN

Procesamiento de los transcritos tARN
Los pre-tARN primarios tienen una longitud entre 90-110 nt y los tARN maduros miden de 75 a 80 nt
• La Rnasa corta el pre-tARN en la secuencia líder 5’ manteniendo un fosfato en el extremo 5´

• Se eliminan los dos U en el extremo 3’ no codificante
• Una transferasa terminal añade la secuencia CCA creando un extremo 3’-OH
• Modificación del 10% de las bases nitrogenadas por metilación y conversión de uridinas en
seudouridinas
• Endonucleasas eliminan el intrón del grupo «IV»
Cada tipo de ARN sufre una forma diferente de procesamiento postranscripcional
ARNm ARNr 16S ARNt
• Caperuza en el 5´ • Metilación de ribosas • Modificación extremos 5ý 3´

• Splicing • Endonucleasas • Modificación BN
• Poliadenilación en el 3´ • Eliminación del intrón
• Edición
Transcriptoma
Conjunto de ARNm y de ARN nc presente en una célula o tejido en un momento determinado
A diferencia del genoma, el transcriptoma es muy variable y cambiante en función del tipo celular y las condiciones ambientales
Estudio del transcriptoma

Utilidad perfiles de expresión
1. Inicialmente técnicas de bajo rendimiento: Northern-blot,
hibridación in situ y PCR en transcripción inversa (RT-PCR), a) Diagnóstico molecular
que sólo permiten el análisis cualitativo o semicuantitativo b) Clasificación molecular (estratificación)
de un gen candidato por análisis c) Búsqueda de nuevas dianas moleculares
d) Pronóstico
2. Posteriormente la técnica cuantitativa RT-q PCR aumentó el e) Predicción de la respuesta al tratamiento
rendimiento de forma que varios transcritos podían ser
analizados al mismo tiempo
3. Los Microarrays lograron la caracterización de niveles de
expresión de miles de tránscritos simultáneamente. El
método consiste en la retrotranscripción del ARN a cADN
combinándolo con un marcaje fluorescente y la posterior
hibridación a un chip que contiene múltiples sondas de
cADN de genes de interés
Al comparar tejido cerebral sano y
4. La secuenciación de nueva generación (NGs) permite la enfermo de Alzheimer han encontrado
secuenciación masiva de todas las moléculas de ARN diferencias significativas en los niveles de
expresión de genes isomorfos, un uso
presentes en una muestra y, por tanto, del transcriptoma diferencial de promotores y diferentes
completo, mediante la ARN seq sitios de inicio de la transcripción
http://ser-vivo.blogspot.com/2011/01/el-transcriptoma-en-cerebros-con.html
Genoma: Exoma: Transcriptoma
https://www.semanticscholar.org/paper/Genome-Analysis-and-Human-Health-Rawal-Ali/a1ade9ae2660c2ba93c95fbfafd588e7941695ee/figure/5
Factorías de transcripción de la ARN pol II y Explosión transcripcional
En vertebrados los genes transcripcionalmente activos están en

dominios cromosomales de 100 kb caracterizados por
• Descondensación de la cromatina
• Presencia de un locus que regula la actividad de varios genes dentro de un
dominio único (locus regulador)
• Presencia de aisladores o “insulators” que delimitan las fronteras del dominio
La síntesis de ARNm eucariota se produce en pulsos cortos e

intensos, o ráfagas, que son períodos de actividad transcripcional
de genes seguidos de períodos de silencio genético
• Los promotores y TFs de varios genes ubicados en diferentes posiciones
cromosómicas o incluso en diferentes cromosomas se agrupan en un foco
dentro del núcleo celular durante la transcripción
• Estos focos nucleares discretos, que contienen la forma fosforilada de la ARN
polimerasa II, se denominan Fábricas de transcripción
• Una fábrica de transcripción representa una gota separada en el nucleoplasma
con una concentración de proteínas 100 veces mayor
• La alta concentración de factores de transcripción en la fábrica de transcripción
promueve rondas adicionales de iniciación de la transcripción, lo que facilita la
interacción entre elementos reguladores

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INDICE

Dogma central de la Biología Molecular (F. Crick 1958)

La información genética contenida en el ADN

1. Se mantiene mediante su capacidad de replicación

2. Se expresa dando lugar a proteínas:

• Mediante los procesos de Transcripción, paso por el

El dogma central funciona en la inmensa mayoría de los organismos

En 1970 Temin y Baltimore demostraron que la

Ampliación del dogma central

Eucariotas Experimentos de pulso y caza

El ARN se sintetiza en el núcleo y se

El ARN se transcribe a partir de un molde de ADN

En una sola de las dos cadenas de ADN

Características Según las reglas de complementariedad de BNs

Asimétrica y antiparalela a la cadena molde de ADN

Síntesis a partir de ribonucleótidos trifosfatos rNTPs

• El tratamiento con una ADNasa

Cada árbol de navidad representa un gen en proceso de transcripción

• La cadena utilizada para la transcripción se denomina cadena molde y la otra

La transferencia de la información del ADN hacia el ARN se realiza siguiendo

cadena molde ADN

(A+T)/(G+C) en el ADN = (A+U)/(G+C) en el ARN

• De cada gen sólo se transcribe una de las

• La cadena que se utiliza como molde en la

• No todos los genes se transcriben todo el

• No todos los genes se transcriben con la

• El ARN se sintetiza a partir de ribonucleotidos

ARNn + rNTP --- RNAn+1 + PPi

• Cambia de conformación para reconocer el promotor

Formada por cinco subunidades

ARN polimerasas Eucariotas

Compuestas por un núcleo polimerasa o polimerasa central formado por:

ARN-polimerasa I 40.000 unidades por célula

ARN-polimerasa II 40.000 unidades por célula

Unidad de transcripción: del promotor al terminador

Región codificante de ARN

2 Elongación: la ARN polimerasa se mueve a lo

3 Terminación: se produce el reconocimiento

1 Inicio de la transcripción: Reconocimiento del promotor

El factor σ se une al núcleo central de la ARN pol

1 Inicio de la transcripción: Formación de la burbuja de transcripción

La holoenzima ARN pol desenrolla las dos cadenas de

• Creación de nuevos enlaces entre los rNTPs

• Escape del aparato de transcripción del promotor

A medida que la ARN pol se mueve corriente abajo

En bacterias a 37ºC se transcriben unos 40

3 Terminación de la transcripción: Secuencia de terminación (TE)

1. terminadores intrínsecos o independientes de rho

• Secuencias que contienen una región de

3 Terminación de la transcripción: Secuencia de terminación (TE)

2. Terminadores dependientes de rho

• Secuencias de ADN que codifican un tramo de ARN hacia la

• La proteína rho se incorpora al RNA naciente sin estructura secundaria

En bacterias los genes de una vía metabólica, además de no tener

Diferencias en la transcripción entre eucariotas y procariotas

La transcripción en los eucariotas se produce en el núcleo donde se encuentra el ADN y la

El ADN de los eucariotas esta organizado en nucleosomas formando fibras de cromatina, el

Existen 2 tipos de ARN transcrito llamados policistrónico y monocistrónico

Monocistrónicos: el RNA sintetizado contiene la información de

Policistrónicos: el RNA sintetizado contiene la información de