Biología (08) · Unidad 7 — La expresión de la información genética
La transcripción
La ARN polimerasa se engancha en el promotor de un gen, abre la doble hélice y copia una sola de las dos hebras, la molde: la lee de 3′ a 5′ y fabrica el ARN de 5′ a 3′, poniendo U frente a A, A frente a T, C frente a G y G frente a C. El ARN sale igual a la otra hebra, con U en lugar de T.
La explicación
El problema: copiar sin equivocarse de hebra
El ADN tiene dos hebras, pero un gen se lee desde una sola. Si la célula copiara las dos, saldrían dos ARN distintos, y uno diría cualquier cosa. Así que la primera pregunta de la transcripción es cuál de las dos hebras se copia, y la segunda, en qué sentido.
La enzima y el apareamiento
La que copia es la ARN polimerasa. Abre un tramo corto de la doble hélice (una «burbuja»), se para sobre una hebra y va uniendo nucleótidos de ARN, cada uno complementario de la base que tiene enfrente:
Frente a una T pone A.
Frente a una G pone C, y frente a una C pone G.
A diferencia de la ADN polimerasa, la ARN polimerasa no necesita un cebador: arranca sola. Y a medida que avanza, la doble hélice se vuelve a cerrar detrás de ella; el ARN se va despegando.
Las dos hebras tienen nombre
Hebra codificante (o con sentido): la otra. No se lee, pero el ARN sale idéntico a ella, con U donde ella tiene T. Por eso las secuencias de los genes se publican escribiendo la hebra codificante.
En un mismo cromosoma, un gen puede usar de molde una hebra y el gen vecino, la otra. Lo que decide es el promotor: está orientado y le indica a la polimerasa dónde pararse y hacia dónde ir.
El sentido: 5′ → 3′, siempre
Las hebras de ácido nucleico tienen dirección: un extremo 5′ y un extremo 3′. La polimerasa sólo puede agregar nucleótidos en el extremo 3′ del ARN que crece. Entonces:
Como las hebras que se aparean son antiparalelas, el molde se lee de 3′ a 5′.
Las tres etapas
Elongación: la burbuja avanza por el gen y el ARN crece de 5′ a 3′.
Terminación: al pasar por una señal de terminación, la polimerasa suelta el ARN y se desprende del ADN.
Procariotas y eucariotas
Una bacteria tiene una sola ARN polimerasa para todos sus ARN, y su ARNm se puede traducir mientras se copia. Un eucarionte tiene tres en el núcleo, cada una con su trabajo:
ARN polimerasa II: los ARN mensajeros, o sea, los genes de proteínas.
ARN polimerasa III: los ARN de transferencia, el ARNr 5S y otros ARN chicos.
Además, en el eucarionte lo que sale de la polimerasa no es todavía un mensajero listo: es un transcripto primario que hay que procesar (tema 7.3).
Cómo se resuelve un ejercicio de transcripción
2. Si es la codificante: copiala tal cual, cambiando T por U. Mismos extremos.
3. Si es el molde escrito 3′ → 5′: complementá base por base en el mismo orden (A→U, T→A, G→C, C→G). Lo que obtenés está escrito de 5′ a 3′.
4. Si es el molde escrito 5′ → 3′: complementá y además invertí el orden, para que el ARN quede escrito de 5′ a 3′.
5. Controlá: el ARN tiene que ser igual a la codificante con U en lugar de T. Y no puede tener ninguna T.
De un gen se conoce un tramo de la hebra molde, escrito de 3′ a 5′: 3′-TACAAGCTGATT-5′. Escribí el ARN que se transcribe y la hebra codificante, cada uno de 5′ a 3′.
El planteo: me dieron el molde, ya escrito de 3′ a 5′. Entonces complemento base por base en el mismo orden, y lo que obtengo queda escrito de 5′ a 3′.
ARN 5′- A U G U U C G A C U A A -3′
T→A, A→U, C→G, A→U, A→U, G→C, C→G, T→A, G→C, A→U, T→A, T→A.
La hebra codificante es la complementaria del molde, en ADN: 5′-ATGTTCGACTAA-3′.
El control: el ARN (5′-AUGUUCGACUAA-3′) tiene que ser igual a la codificante con U en lugar de T. Lo es, letra por letra. Y no tiene ninguna T.
Lo que se ve de yapa: el ARN empieza con AUG, el codón de inicio, y termina con UAA, uno de los de terminación (tema 7.4). Es un pedazo de mensajero que se puede traducir.
Dónde se pierde el punto: en copiar el molde cambiando sólo la T por U (saldría UACAAGCUGAUU, que es el molde y no su copia), o en darlo vuelta sin necesidad: acá el molde ya venía de 3′ a 5′.
De un tramo de ADN de doble hebra se conocen las dos hebras: 5′-ATGGCCTTA-3′ arriba y 3′-TACCGGAAT-5′ abajo. Sin más datos, ¿se puede saber cuál es la hebra molde? ¿Qué dato lo decidiría?
Sin más datos, no. Cualquiera de las dos hebras puede ser molde de algún gen. La secuencia sola no dice cuál se lee.
Lo que lo decide en un ejercicio: un dato sobre el ARN. Si te dicen que el ARN empieza con AUG, el molde es la hebra de abajo: su complemento, leído de 3′ a 5′, da 5′-AUGGCCUUA-3′. Si la usaras de molde a la de arriba, el ARN sería 5′-UAAGGCCAU-3′.
El control de siempre: el ARN tiene que ser igual a la otra hebra (la codificante) con U en lugar de T. Con la hebra de abajo como molde, el ARN es la de arriba con U: coincide.
Dónde se pierde el punto: en elegir «la de arriba porque está escrita de 5′ a 3′». El orden en que se escribe una hebra en el papel no dice nada de cuál se transcribe.
Dónde se cae la mayoría
- Poner T en el ARN. Frente a una A del molde el ARN lleva U.
- Complementar la hebra codificante. El ARN sale igual a la codificante (con U); el complemento se hace sobre el molde.
- Olvidarse de invertir cuando el molde viene escrito de 5′ a 3′. El ARN se escribe de 5′ a 3′ y es antiparalelo al molde.
- Decir que la polimerasa lee el molde de 5′ a 3′. Lee de 3′ a 5′, porque fabrica el ARN de 5′ a 3′ y las hebras son antiparalelas.
- Creer que la ARN polimerasa necesita un cebador. Eso es de la ADN polimerasa; la de ARN arranca sola sobre el promotor.
Hasta acá la explicación. La práctica es la otra mitad: 7 ejercicios de este tema, en cuatro niveles, que no te dicen sólo si está bien al final sino que te corrigen en cada paso y te explican por qué. Además trae una animación que muestra la idea en movimiento.
Practicar La transcripción →Dónde entra este tema en el parcial
- Segundo parcial — Un gen leído desde la molde15 puntos · resuelto paso a paso
Los otros temas de la unidad 7
La expresión de la información genética