Inicio de la transcripción
La ARN polimerasa o transcriptasa es el enzima encargado de generar el ARN a partir de una hebra molde de ADN, puedes leer más sobre ella en el artículo que le dedicamos aquí. La trancripción empieza cuando la ARN pol entra en la doble hebra de ADN y se une a una de las dos cadenas. Se han descrito diversas fases en el proceso de transcripción del ADN la iniciación, donde se une la ARN polimerasa al ADN y se transcriben las primeras bases (unas 23 bases), aunque algunos consideran que existe una preiniciación también, la elongación donde se va generando el ARN y finalmente la terminación que supone el desensamblado de la ARN polimerasa de la hebra de ADN y la liberación del ARN.
Hoy nos centraremos en la primera fase de todas, la iniciación. Este punto de la transcripción al ser el primero es una de las fases más limitantes a la generación de ARN mensajero que después podrá ser traducido a proteínas, aunque no es el único punto de control de la síntesis de ARN.
Para iniciar la transcripción la ARN pol debe colocarse entre ambas hebras de ADN, por lo que tiene proteínas que colaboran con ella tanto en el desenrollamiento de la doble hebra de ADN (denominadas helicasas que se unen a regiones de alto contenido de adenina y timina, cajas TATA, que cuentan con menor número de enlaces de hidrogeno entre ambas hebras de ADN y por lo tanto son más fáciles de abrir). El ARN no empieza a sintetizarse en cualquier zona del ADN sino que la ARN pol se une específicamente a regiones de ADN con las que tiene más afinidad, denominadas los promotores, que se encuentran en las bases previas a las proteínas. Muchos de estos promotores necesitan proteínas asociadas a la ARN polimerasa para permitir el anclaje de esta, los factores de transcripción (FT o TF, del inglés transcription factor). Existen proteínas cuyo ADN comparten un mismo promotor, que será activado en determinadas ocasiones, así los enzimas de una misma ruta pueden activarse todos a la vez cuando son necesarios, aunque existen factores de transcripción que pueden ser tan específicos como para solo una proteína.
Los TF actúan como elemento captador de la ARN pol y la colocan en la posición adecuada para empezar a sintetizar ARN a partir de una secuencia de ADN concreta (ATG). En ese momento la ARN pol copia una de las dos cadenas del ADN generando una hebra de ARN complementaria, cuyas bases se aparean de la misma manera que las del propio ADN, con la salvedad de que se incorpora uracilo en lugar de timina. La ARN polimerasa lee en dirección 3’ hacia 5’ de la cadena de ADN generando un ARN complementario y antiparalelo, es decir generándose desde el extremo 5’ hacia el 3’.
Técnicamente cuando se forma el primer enlace fosfodiéster entre dos bases nitrogenadas de ARN se acaba la iniciación. Sin embargo, en este punto los factores de transcripción deben soltarse de la ARN pol para permitir la unión a otra polimerasa y la marcha de la ARN pol a lo largo del gen. Durante este tiempo la ARN pol, unida a los FT puede transcribir 23 nucleótidos, deslizándose por la hebra de ADN. En muchas ocasiones tras esta transcripción el ARN formado se separa de la polimerasa generando unos ARN truncados y permite que la ARN pol vuelva a empezar desde el principio. Para separarse del promotor es necesaria la fosforilación de la serina 5 de la ARN polimerasa que se lleva a cabo por un factor de transcripción especial.