Norris_Porth. fundamentos. 5ed

U N I DA D 2

Función y crecimiento celular

5 4

Hebra plantilla de ADN

TRANSCRIPCIÓN

La ARN polimerasa crea ARN de la hebra plantilla de ADN al hacer coincidir con U/T y G con C.

C G

C C G G

C

C

A

F I G U R A 4 - 4 . La hélice del ADN y la trans- cripción del ARN mensajero (ARNm). La hélice del ADN se desenrrolla y se construye una nueva cadena de ARNm sobre la cadena de plantilla del ADN. El ARNm contiene la misma secuencia de bases que la cadena de ADN excepto que las ba- ses T se reemplazan con las bases U. El ARNm deja el núcleo a través de poros en la membrana nuclear. Tomado de: McConnell T., Hull K. (2011). Human form human function: Essentials of anatomy & physiology (p. 83). Philadelphia, PA: Lippincott Williams &Wilkins.

C

A

G

T

G

U

G

G

C

U

C

G

A C

A

C

T

G

A

C

ARN

G

Ribonucleótido libre

G

T

G

G

A

A

C

C

G

NÚCLEO

T T

G

G

C

C

C

Cadena de sentido del ADN

CITOPLASMA

determinar dónde, cuándo y en qué cantidad se hacen las proteínas. El grado en que un gen o un grupo particular de genes se transcriben activamente se denomina expresión génica . Un fenómeno denominado inducción es un proceso importante por el cual se incrementa la expresión génica. La represión de un gen es un proceso que permite a un gen regulador actuar para reducir o prevenir la expresión de otro gen. Los sitios activadores y represores por lo general controlan las cantidades del producto sintetizado y regulan la transcripción de genes a través de un mecanismo de retro- alimentación negativa. Cuando las concentraciones del pro- ducto disminuyen, se induce la transcripción de los genes, y cuando aumentan, se reprime. Aunque el control de la expresión génica ocurre de mu- chas maneras, gran parte de los eventos regulatorios tienen lugar a nivel de la transcripción. El inicio y la regulación de la transcripción requieren la colaboración de una batería de proteínas, denominadas colectivamente factores de trans- cripción. 6 Los factores de transcripción son una clase de proteínas que se unen a su propia región especí‚ca de ADN y sirven para aumentar o disminuir la actividad transcripcio- nal de los genes. Los factores de transcripción son un com- ponente que permite que las neuronas y las células hepáticas utilicen el mismo ADN y que, a la vez, tengan estructuras y funciones completamente diferentes. Algunos de estos, deno- minados factores generales de transcripción , son necesarios para la transcripción de todos los genes. Otros, llamados factores de transcripción especí‚cos , tienen funciones más

A continuación, esta nueva cadena polipeptídica debe plegarse en su conformación tridimensional característica. El plegamiento de muchas proteínas se hace más e‚ciente con las clases especiales de proteínas llamadas chaperonas moleculares, 5 que también ayudan en el transporte al lugar en la célula donde la proteína lleva a cabo su función y ayuda a evitar el plegamiento incorrecto de las proteínas existentes. La interrupción de estos mecanismos de acompañamiento hace que las moléculas intracelulares se vuelvan desnaturali- zadas e insolubles. Estas proteínas desnaturalizadas tienden a adherirse unas a otras, se precipitan y forman cuerpos de inclusión, que es un proceso patológico que se presenta en las enfermedades de Parkinson, Alzheimer y Huntington. Durante el plegado, pueden observarse otras modi‚ca- ciones. Una cadena polipeptídica recién sintetizada también puede necesitar combinarse con una o más cadenas polipep- tídicas del mismo cromosoma o de uno adyacente, unirse a pequeños cofactores para su actividad o someterse a una modi‚cación adecuada de la enzima. Otras modi‚caciones pueden implicar la escisión de la proteína, que puede suce- der para eliminar una secuencia de aminoácidos especí‚ca o para dividir la molécula en cadenas más pequeñas. esió n gé nica Solo alrededor del 2% del genoma codi‚ca las instruccio- nes para la síntesis de proteínas; el resto consiste en regio- nes no codi‚cantes que son estructurales o que sirven para R eg ulació ndelaexp r

Proteína en formación

Aminoácido

Enlace peptídico

Transferencia de la "cabeza" del ARN que porta el anticodón

A U U

Ribosoma

G A A

F I G U R A 4 - 5 . Síntesis de proteínas. Se muestra una cadena de ARN mensajero (ARNm) moviéndose a lo largo de una pequeña subuni- dad ribosómica en el citoplasma. Conforme el codón de ARNm pasa a lo largo del ribosoma, se agrega un nuevo aminoácido a la cadena peptídica en crecimiento mediante el ARN de transferencia (ARNt), que lleva el anticodón para el aminoácido designado para el ARNm. Conforme cada aminoácido se ‚ja al siguiente mediante un enlace peptídico, se libera su ARNt.

C

G G

A

G AU

C C C A

CU

C C G A A

C

C C U U U

G

G UUU

G G

U

U

C

C

U

U

Dirección de avance del ARN mensajero

ARN mensajero

Codón