Transcripcion

Transcripción y transcripción inversa
La transcripción es el proceso encargado de la síntesis de una molécula de RNA a partir de la información genética contenida en la región codificante de un DNA. Es decir, de dar lugar a una “copia” de RNA (con secuencia no idéntica, sino completamente y antiparalela) a partir de una secuencia “molde” en una de las hembras del DNA.
Se trata de unproceso enzimático catalizado en todos los organismos por una enzima RNA polimerasa (polimerasa de RNA, o transcriptasa). Como excepción, muchos virus con RNA como material genético (por ejemplo, los retrovirus) utilizan su propio RNA como molde para la síntesis de un DNA complementario (cDNA), mediante una polimerasa de DNA (transcriptasa inversa).
Enzimología de la transcripción: mecanismo de lareacción rna polimerasa
El mecanismo de la reacción fisiológica por la transcriptasa, es básicamente idéntico al de la DNA polimerasa la reacción global es la siguiente:
N1 ATP + n2GTP +n3CTP + n4 UTP DNA molde RNA + (n1 + n2 + n3 + n4) PPi
El descanso de energía libre de la reacción, para cada nucleótido añadido, es ΔG0´=-9Kj/mol. Es decir, es ligeramente exergonica y espontanea. Al igualque en la DNA polimerasa, reacción esta asistida termodinámicamente por la ruptura del enlace fosfoanhidrido del NTP y la hidrólisis del PPi por la pirofosfatasa. Se asegura así que la transcurra irreversiblemente en la dirección de síntesis.
Reacción de la DNA polimerasa | | Reacción de la RNA polimerasa |
Requiere una estructura desenrollada | = | Requiere también una estructuradesarrollada |
La enzima toma instrucciones de una hembra de DNA (molde) | = | También necesita como molde una hembra de DNA. No sirve el RNA. |
Las dos hembras del DNA actúan como molde para la síntesis del nuevo DNA, simultáneamente. Cada DNA dúplex formado conserva una de las hembras del DNA original. | ≠ | Las dos hembras del DNA pueden actuar como del RNA, pero no simultáneamente. Trasrealizar la copia de una sola hembra (la molde), se conserva integro el DNA de doble hembra. |
Utiliza cuatro dNTPs como sustrato: dATP, dGTP, dTTP Y dCTP. | ≠ | Utiliza cuatro NTPs como sustrato:ATP, GTP, UTP y CTP. |
No es autoiniciadora. Para iniciar la síntesis requiere RNA como cebador, que se aparea por complementariedad de bases y antiparalelamente sobre el DNA molde.| ≠ | Si es autoiniciadora, no requiere cebador. Se inicia en región promotora, con un NTP (generalmente ATP) apareado al molde. El NTP mantiene su tri-P-5´ y su -OH libre. |
La síntesis comienza por el extremo 3´-OH del cebador. La enzima asociada al DNA molde hace que este 3´-OH libre ataque nucleofilicamente al P del primer dNTP, ya apareado. Se forma el 1º enlace fosfodiester, se rompe elfosfotoanhidrido α-β y se libera PPi. Su hidrólisis favorece la reacción de síntesis. | = | La síntesis comienza por el 3´-OH del 1º NTP apareado. La enzima asociada al DNA molde hace que este 3´-OH ataque nucleofilicamente al α-P del 2º NTP, ya apareado. Se forma el 1º enlace fosfodiester, se rompe el fosfoanhidrido y se libera PPi, cuya hidrólisis favorece la reacción de síntesis. |Requiere Mg+2 como cofactores enzimáticos para que la actividad sea óptima. | ≈ | Necesita un ion metálico divalente. Sirve Mn+2 y Mg+2, pero este último actúa in vivo. |
Se produce apareamiento definitivo A=T y C=G entre la hebra de DNA nuevo y la DNA molde. | ≈ | Se producen apareamientos temporales A=T y C=G entre RNA y DNA molde. |
Es reiterativa (elongación). Se repite la adición dedNMPs por ataque nucleofilicos del 3´-OH del DNA nuevo sobre el α-P-5’ de cada dNTP apareado. La síntesis es en dirección 5´-> 3´ de la nueva cadena de DNA, es decir, dirección 3´-> 5´ del DNA molde. | = | Ídem. El proceso se repite. La adición de NMPs es por ataque nucleofilicos del 3´-OH del RNA nuevo sobre el α-P en 5´ de cada NTP apareado.Igualmente, la síntesis es en dirección...