Transcripción

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Transcripción
Transcripción
Una de las funciones de la doble cadena del ADN, represen-
tada en el dogma de la Biología Molecular, es expresar la 
información contenida en el material genético. El primer 
paso en la expresión génica es la transcripción, que consis-
te en la síntesis de una cadena de ARN complementaria y 
antiparalela, a la secuencia de nucleótidos de una de las 
cadenas de ADN denominada cadena molde, y por lo tanto, 
tiene la secuencia de nucleótidos idéntica a la cadena 
opuesta del ADN llamada cadena codifi cadora, con la pre-
misa de que la timina se sustituye por uracilo en la molécu-
la de ARN (fi gura 5-1).
La transcripción es el paso previo y necesario para la 
generación de proteínas funcionales que defi nen el metabo-
lismo y la identidad de las células. Las secuencias de ADN 
que se copian en cada proceso de transcripción se denomi-
nan genes (fi gura 5-2). Desde el punto de vista molecular, el 
gen es una secuencia lineal de nucleótidos en la molécula de 
ADN, que contiene la información necesaria para la síntesis 
de un ARN funcional, que puede ser ARNm, ARNt o ARNr. 
Los genes se sitúan a lo largo de cada cromosoma en una 
posición determinada llamada locus. Se estima que el nú me-
ro de genes que se encuentra en la especie humana es de 
aproximadamente 23 000; sin embargo, todavía no se tiene 
certeza acerca del número exacto. La defi nición de gen pro-
puesta por Gerstein y colaboradores lo describe como un 
conjunto de secuencias que codifi can para potenciales pro-
ductos funcionales que se sobreponen entre sí y que pueden 
estar localizadas en más de un locus en el ADN.
Estructura del gen
El mecanismo de transcripción en células eucariotas, aun-
que transcurre de manera similar que en procariotas, es un 
proceso mucho más complejo; tanto el número de proteí-
nas y enzimas como la diversidad y la estructura de los 
genes son considerablemente mayores, por lo que se requie-
re de una regulación más precisa. La mayoría de los genes 
en procariotes están organizados en operones, esto es, un 
conjunto de genes situados en el mismo fragmento de ADN 
que se transcriben como una unidad y que generan varios 
productos funcionales que participan en una vía metabólica 
común; aunque también pueden existir unidades que codi-
fi quen para un solo producto funcional. Por el contrario, en 
los eucariotes, se transcribe generalmente un solo producto 
génico (unidades transcripcionales monocistrónicas) con 
mayor complejidad en su regulación.
Los genes eucariotes están constituidos por secuencias 
regulatorias y codifi cantes. El inicio del sitio de transcrip-
ción se denomina +1, y la numeración aumenta conforme se 
dirige al extremo 3’. Esta dirección se conoce como corriente 
abajo, donde se encuentran las secuencias codifi cantes del 
gen. Hacia el extremo 5’, en la dirección opuesta, conocida 
como corriente arriba, la numeración se indica como —1, y 
es allí donde se encuentra la mayoría de regiones regulato-
rias del gen (fi gura 5-3).
La región codifi cadora del gen también contiene regio-
nes que no serán traducidas, denominadas intrones, y que 
son retirados por medio del proceso corte y empalme del 
ARNm primario o heterogéneo nuclear (ARNhn). Las 
regiones que codifi can para el producto génico se conocen 
como exones. Un solo gen puede sintetizar diferentes pro-
teínas mediante el arreglo de los exones por el proceso de 
corte y empalme alternativo. El tránscrito primario o ARN-
hn es el producto inmediato de la transcripción y consiste 
en un ARN que contiene las secuencias intrónicas y exóni-
cas, cuyos extremos 5’ y 3’ no han sufrido ninguna modifi -
cación. El producto fi nal, ARN mensajero maduro, ARN 
ribosomal (ARNr) y ARN transferencia (ARNt), se produce 
cuando sucede una serie de modifi caciones en el tránscrito 
primario: modifi caciones postranscripcionales. En proca-
CAPÍTULO 5 • Transcripción 45
riotes, el ARN recién sintetizado no sufre modifi caciones 
postranscripcionales y se utiliza para la traducción de for-
ma inmediata sin sufrir ningún proceso.
Un tipo de secuencias de ADN regulatorias que no 
codifi can para el producto génico, pero regulan su expre-
sión, son los promotores. El promotor mínimo es la región 
regulatoria indispensable para la transcripción del gen. Las 
secuencias adyacentes a este promotor mínimo forman 
parte de él, y pueden modifi car la tasa de transcripción del 
gen, pero no son imprescindibles para la unión de la ARN 
polimerasa.
El promotor basal es la secuencia mínima requerida 
para la unión de la maquinaria basal de transcripción y para 
la ARN pol II (ARN polimerasa II) incluye el Inr y la caja 
TATA o el DPE.
A los promotores se les unen proteínas reguladoras 
conocidas como factores transcripcionales (transcriptional 
factors, TF), cuya función es regular (aumentar o disminuir) 
la tasa de transcripción. Aunque existe mucha diversidad 
entre los promotores reconocidos por la ARN polimerasa II 
se pueden defi nir secuencias consensos comunes entre sí. 
Una secuencia consenso es la región conocida como inicia-
dor (Inr) localizada entre las posiciones –3 y +5. La secuen-
cia consenso denominada caja TATA, debido a su 
composición de ocho pb A-T, se encuentra en la mayoría de 
los promotores y se localiza a –31 a –25 bp hacia el extremo 
5’ del punto de inicio. Éste es el único elemento que se loca-
liza en una dirección relativamente fi ja con respecto al pun-
to de inicio. Los promotores que carecen de caja TATA se 
denominan TATA menos. Cuando existe una mutación en 
la caja TATA, el sitio de inicio de la transcripción cambia, 
ya que la ARN pol II al ser activada se sitúa en otro sitio 
(fi gura 5-4). El DPR (downstream promoter element) es un 
elemento común en los promotores TATA menos, se loca-
liza de +28 a +32.
+1 Inicio de la transcripción
Cadena Codificante, también conocida como cadena
informativa, con sentido, hebra no molde, “+” y que no es
transcripta 
Cadena Molde, también conocida como cadena transcripta,
hebra no informativa, no codificante, “–” y antisentido
La copia del ARNm en ADNc puede
ser una cadena o doble cadenaARN con sentido “+”
5´ 3´
5´
5´
3´ 5´
5´ 3´
3´
3´
TTAGCTCCCGTTTAAAA
AATCGAGGGCAAATTTT
UUAGCUCCCGUUUAAAA
ADNg
ARNm ADNc
Figura 5-1. Transcripción: proceso de síntesis de ARN a partir 
de ADN. La molécula de ARN formada es complementaria y 
antiparalela a la molécula de ADN 5’ → 3’ a la que se le llama 
molde, y de secuencia idéntica a la cadena de ADN 5’ → 3’, 
denominada codifi cante.
Figura 5-2. Gen: región del genoma que contiene la información necesaria para la síntesis de una molécula funcional o un rasgo 
particular. La localización de genes en el cromosoma es el locus (singular), loci (plural). La transcripción sucede en la interfase del 
ciclo celular y sólo ocurre sobre la conformación de 10 nm de ADNg cuando hay mayor acceso de las enzimas a la eucromatina.
Núcleo
Corriente arriba
+1 Inicio de la transcripción
Corriente abajo
Secuencias
reguladoras 3´5
Promotor
basal
GEN DE LA INSULINA HUMANA, Localización del Gen
dentro del Genoma Cromosoma: 11; Locus: 11p15.5
GEN
ADNg
ENZIMA
GEN PROTEÍNA
GEN POLIPETIDO
GEN UN ARN
GEN
GÉNICO FUNCIONAL
PRODUCTO
Intrón Exón
46 PARTE I • Conceptos básicos de biología molecular
Algunos promotores basales son fuertes, como la mayo-
ría de los ubicados en los genes procariotes y virales; se les 
denomina así ya que la maquinaria de transcripción basal se 
une de forma efi caz y la tasa de transcripción es elevada. 
Otros son débiles, como la mayoría de los promotores de 
genes eucariotes, con un inicio de la transcripción menos 
frecuente, por lo que requieren secuencias accesorias con-
tenidas en promotores proximales, localizadas generalmen-
te a menos de 200 pb corriente arriba del sitio de inicio de 
la transcripción. Las cajas GC, CAAT y el octámero son 
ejemplos de estos promotores proximales, reconocidos por 
los factores transcripcionales específi cos para favorecer la 
iniciación.El número y la posición de estos elementos 
varían entre los promotores de los diversos genes. La uni-
dad de transcripción se refi ere a la interacción de todas las 
secuencias funcionales o estructurales posibles, así como el 
complejo proteico formado de enzimas y TF que se requie-
ran durante el proceso de la transcripción.
Otras regiones regulatorias que ayudan a los promoto-
res débiles a iniciar la transcripción son los promotores dis-
tales, que generalmente se encuentran a más de 200 pb río 
arriba (región 5’) del sitio de inicio de la transcripción, aun-
que también se han localizado hacia el extremo 3’ (corrien-
te abajo). Las regiones que controlan la transcripción de un 
gen no necesariamente tienen que estar cerca de la región 
codifi cadora. Estas regiones son mucho más complejas y 
pueden activar o desactivar genes.
Figura 5-3. Procesamiento del ARN. A través de la transcripción de un gen se produce un ARNhn, que se procesa para dar lugar a 
un ARNm. Este ARNm sale del núcleo y en el citoplasma se traduce para dar lugar a proteínas que, a través de diversos procesos 
de maduración, darán lugar a proteínas funcionales.
Figura 5-4. Secuencias que regulan la transcripción. Esquema 
del promotor basal y los factores transcripcionales que se unen 
a él y los otros elementos involucrados: promotor proximal; 
promotor distal; silenciadores; potenciadores y aisladores; 
elemento de respuesta para el TFIIB (BRE); caja TATA (TATA); 
elemento iniciador (Inr); elemento promotor corriente abajo 
(DPE); factor transcripcional IIB (TFIIB); factor de unión a la 
caja TATA (TBP), y factor transcripcional IID (TFIID). Pb: pares 
de bases.
Corriente arriba
5´
5´
5´
CAP 7mG
Secuencias reguladoras
Exones
Intrones
Polipéptidos
Proteína
funcional
POLIA
–30 pb +1 inicio de la transcripción
3´
3´
3´
Corriente abajo
ADN
ARNhn
ARNm
TATA
Promotor distalPotenciador –10 kpb Silenciador
Silenciador
ADNg
Aisladores–2 Kpb
+1
–3 –32 –31 –26 –2 +4 +28 +32
TFIIB
BRE TATA Inr
pb
DPE
TBP TFIID TFIID
Promotor
proximal
–100 pb PromotorBasal Intrones/Exones
CAPÍTULO 5 • Transcripción 47
Los potenciadores o secuencias amplifi cadoras (enhan-
cers) son secuencias cortas que potencian o aumentan la 
transcripción del gen de manera cooperativa con otras 
secuencias reguladoras y alteran la estructura del ADN, ya 
que inducen el superenrollamiento en la zona del promotor 
basal y aumentan la unión de TF, lo que implica una aproxi-
mación f ísica entre ambos y una fl exibilidad en la molécula 
de ADN, y favorece el inicio de la transcripción.
Por otra parte, los silenciadores (silencers) son secuencias 
cortas de nucleótidos de dos tipos: los elementos silenciado-
res o los elementos de regulación negativa (negative regula-
tion elements, NRE) y pueden actuar de varias maneras:
1. Modifi cando la estructura de la cromatina y evitando
que los genes sean activados.
2. Reclutando factores transcripcionales represores y evi-
tando que factores transcripcionales inductores se unan 
al ADN.
3. Alterando el proceso de corte y empalme del ARN hete-
rogéneo nuclear y evitando su maduración.
4. Creando señales que bloquean la traducción, e inacti-
vando así la expresión génica.
La acción de un potenciador o un silenciador puede
inhibirse por la presencia de secuencias aisladoras, cuya 
función es bloquear la transmisión de la señal de un sitio a 
otro en el ADN e impedir el silenciamiento. La mayoría de 
los potenciadores o silenciadores actúan sobre el promotor 
que se encuentra vecino, sin ser específi cos de un determi-
nado gen.
Tipos de ARN polimerasa
La enzima protagonista en este proceso es la ARN pol, que 
sintetiza una cadena de ARN en dirección 5’ → 3’ al igual 
que la ADN pol. Esta enzima actúa de manera continua 
durante toda la unidad de transcripción: primero sobre el 
sitio de inicio indicado en el promotor basal, continúa en la 
secuencia codifi cadora y fi naliza en una secuencia de termi-
nación. En las células eucariotas los genes nucleares son 
transcritos por tres tipos de ARN pol: I, lI y III, que transcri-
ben diferentes tipos de genes en lugares específi cos del 
núcleo. Cada una reconoce promotores y TF con caracte-
rísticas específi cas. Las ARN pol de mitocondrias se aseme-
jan más a la ARN pol bacteriana, dada la menor complejidad 
de los genomas de estos organelos (fi gura 5-5).
La ARN pol I reside en una zona defi nida del núcleo, el 
nucleolo, donde transcribe los genes que codifi can para los 
ARNr. Esta enzima sintetiza un único tránscrito, el ARNr 
Núcleo
GEN ARN
Transferencia
GEN ARN
Mensajero
GEN ARN
Ribosomal
GEN ARN
Pequeño
nuclear
ARN
Pequeño
nuclearARNrARNt ARNhn
ARNm
A
ADN
Citoplasma
D
C
B
Polimerasa
ARN pol-I
ARN pol-II
ARN pol-III
Producto Génicos
ARNr grande: 28S, 18S y 5.8S
ARN, ARNm, ARNsn
ARN pequeño: 5S, ARNt
Factores 
transcripcionales
TFI
TFII
TFIII
Factores 
transcripcionales
TFI
TFII
TFIII
Localización
Nucléolo
Nucleoplasma
Nucleoplasma
Figura 5-5. Enzimas productoras de ARN. La síntesis de todos los tipos de ARN se lleva a cabo en el núcleo por enzimas espe-
cífi cas donde la ARN pol I sintetiza el ARNr; la ARN pol II, el ARNm, y la ARN pol III, el ARNt y el ribosomal 5s. Después de su 
maduración son transportados al citoplasma para su función.
48 PARTE I • Conceptos básicos de biología molecular
45S, precursor de los ARNr 18S, 28S y 5.8S. La ARN pol III 
se encuentra en el nucleoplasma y es la encargada de la sín-
tesis de los ARNt, el ARNr 5S y otros pequeños ARN (small 
nuclear, ARNsn).
La ARN pol II también se encuentra en el nucleoplasma 
y sintetiza las moléculas de ARNhn, el precursor del ARNm 
y algunos ARNsn. Existen tres subunidades comunes para 
las tres ARN pol: en primer lugar, una subunidad grande, el 
dominio terminal carboxilo (carboxy terminal domain,
CTD), que puede ser altamente fosforilada en los residuos 
de serina y treonina, y es muy importante en el inicio de la 
transcripción, en el corte y empalme, en la modifi cación de 
los extremos del ARN y en la terminación. Las otras dos 
subunidades son las de reconocimiento de la secuencia de 
ADN y la del sitio catalítico.
Factores transcripcionales
(generales y específi cos)
La producción de ARNhn por la ARN pol II requiere de una 
regulación mucho más compleja, donde el número y el tipo 
de factores de transcripción involucrados es mayor. Como 
se mencionó anteriormente, los TF son proteínas que se 
unen al ADN en el promotor, potenciador o silenciador 
para el control de la expresión de los genes. Éstos se unen al 
ADN reconociendo una secuencia específi ca, aunque una 
misma secuencia puede ser reconocida por más de un TF, 
que puede ser activador o represor. Los TF se han clasifi ca-
do, de acuerdo con su función, en factores transcripciona-
les generales o basales y factores transcripcionales indu-
cibles. 
Factores transcripcionales (TF) 
generales o basales 
Son los requeridos para el inicio de la transcripción en 
todos los promotores basales. Se unen a la ARN pol para 
formar un complejo que rodea el sitio de inicio, determi-
nando la iniciación. Los TF toman el nombre de la ARN pol 
con la que actúan y, junto con ésta, forman el aparato básico 
de transcripción. Por lo tanto, los TF que actúan con la 
ARN pol I se denominan TF I; los que actúan con la ARN 
pol II, TF II, y los que actúan con la ARN pol III, TF III. 
Factores transcripcionales inducibles
El conjunto de TF requerido para la expresión de un deter-
minado gen es particular para cada promotor. Los TF indu-
cibles, o TF de tejido específi co, interactúan con el ADN de 
la misma manera que los TF generales, pero su función es 
más bien reguladora y se unen preferentemente a los pro-
motores distales. Se sintetizan o activan bajo un estímulo y 
controlan la transcripción en tiempo y espacio. Un gen con 
un promotor que contenga secuencias reconocibles sólo 
por los TF generales puede transcribirse en cualquier tipo 
celular y éstos son los responsablesde la expresión de genes 
que se expresan constitutivamente. En cambio, los genes 
controlados por TF inducibles requieren de la formación de 
un complejo mediador estimulado de forma aleatoria.
Proceso de transcripción
La transcripción tiene lugar en el núcleo. En el sitio de ini-
cio de la transcripción, la molécula de ADN se separa de 
forma transitoria en dos cadenas sencillas y una se utiliza 
como molde para la síntesis de ARN, formando una burbu-
ja (burbuja de transcripción). Conforme la ARN pol avanza 
y copia el ADN, el ADN ya copiado se vuelve a unir a su 
cadena complementaria y forma nuevamente la doble héli-
ce, liberando el ARN como una cadena sencilla de nucleóti-
dos (sólo los últimos 25 nucleótidos sintetizados forman 
complejo con el ADN). La reacción de transcripción se 
divide en tres etapas: iniciación, elongación y termina-
ción.
El reconocimiento del promotor basal, o preiniciación, 
de la transcripción inicia con la unión de la primera proteí-
na del complejo del TFIID a la caja TATA, conocida como 
proteína de unión específi ca de TATA (TATA binding pro-
tein, TBP). La TBP tiene la capacidad inusual de unirse al 
ADN por el surco menor donde lo dobla. Esta unión pro-
voca una deformación en la estructura del ADN sin sepa-
rar las dos cadenas. Es el componente clave en el 
posicionamiento de la ARN pol II y delimita la distancia 
desde el punto de inicio hasta la caja TATA. En los promo-
tores que carecen de caja TATA, la TBP puede incorporar-
se por asociación a otras proteínas que reconocen el ADN. 
El TFIID está formado, además de por la TBP, por 11 TAF 
(TBP associated protein). Los TAF son subunidades dife-
rentes y pueden reconocer una variedad de promotores 
tanto basales como distales. Estas proteínas desempeñan 
un papel fundamental en el nexo entre el aparato basal de 
transcripción y los otros factores 5’ y TF reguladores, para 
formar el complejo mediador de la unidad transcripcional 
(fi gura 5-6).
El TFIIA controla la capacidad de unión de TBP al ADN 
y permite al TFIID reconocer la región que se extien-
de hacia el extremo 5’. El TFIIB es otro factor que se une de 
forma adyacente a TBP, específi camente en la secuencia del 
promotor basal BRE y proporciona mayor superfi cie de 
reconocimiento para el anclaje de la ARN pol II. El TFIIF es 
el medio de unión de la ARN pol II al complejo de trans-
cripción.
La proteína TFIIH tiene actividad helicasa y contacta 
con la ARN pol II, lo que le permite su anclaje a ésta. La 
burbuja de transcripción se origina mediante un desenro-
llamiento local, que se inicia en el sitio de unión de la ARN 
pol II. En el caso de promotores débiles, en este paso tiene 
lugar el ensamblaje de todas las proteínas necesarias para 
iniciar la síntesis.
CAPÍTULO 5 • Transcripción 49
1. Inicio. El inicio se refi ere a la síntesis de los primeros
enlaces nucleotídicos de ARN. La ARN pol II permanece
en el promotor mientras sintetiza los primeros nueve
enlaces. La fase de inicio puede retrasarse por la ocu-
rrencia de intentos abortivos, en los que la enzima sinte-
tiza pequeños fragmentos (menos de nueve bases) y los
libera, y vuelve a iniciar nuevamente. El inicio termina
cuando la enzima comienza a alargar la cadena y abando-
na el promotor con el complejo de iniciación (fi gura 5-6).
2. Elongación. La fase de elongación requiere de las pro-
teínas TFIIE y TFIIH, que se unen corriente arriba de la
ARN pol II; ambas se requieren para iniciar su movi-
miento a lo largo del ADN y el abandono del promotor
basal. Una vez unida TFIIE, se pueden unir TFIIH, que
excepcionalmente continúa unido a la ARN pol II y tie-
ne varias actividades: ATPasa, helicasa y cinasa, que
puede fosforilar el dominio CTD de la ARN pol II. La
fosforilación del dominio carboxiterminal (CTD) está
implicado en el abandono del promotor basal y el inicio
de la fase de elongación. En la elongación, la enzima
ARN pol II se mueve a lo largo del ADN y sintetiza la
cadena naciente de ARN. A medida que la enzima avan-
za sobre el ADN, lo desenrolla para exponer un nuevo
segmento de cadena sencilla de ADN, que fungirá como 
molde. Los nucleótidos se añaden de forma covalente al 
extremo 3’OH y en la región desenrollada se forma un 
híbrido ADN-ARN (fi gura 5-7)
3. Terminación. La terminación de la transcripción
implica el reconocimiento de una secuencia que contie-
ne una región rica en GC, en una serie de seis o más
adeninas contenidas en el tránscrito de ARN. En la
transcripción del ARN se leería como la señal de polia-
denilación que determina el fi nal de la adición de
nucleótidos a la cadena y la desintegración del complejo
de transcripción. Se presume que este proceso puede
ser mucho más complejo. Cuando se añade el último
nucleótido a la burbuja de transcripción se colapsa al
desaparecer el híbrido ADN-ARN, y se libera la ARN
pol II. Es importante mencionar que existe una super-
posición de eventos, de tal manera que los procesos de
elongación, terminación y maduración del ARNhn son
simultáneos, por lo que cuando termina la transcrip-
ción ya existe un ARNm maduro y listo para transpor-
tarse al citoplasma (fi gura 5-7).
Procesamiento del ARN
El tránscrito primario, o ARNhn, tiene que procesarse de 
diversas formas para su maduración antes de exportarse del 
núcleo y participar en el proceso de traducción. El proceso 
de maduración incluye la adición de un capuchón de guani-
na modifi cada en el extremo 5’, la poliadenilación del extre-
mo 3’, el corte y empalme, además del proceso de edición 
que sucede sólo en algunos genes (fi guras 5-7 y 5-8).
El extremo 5’ se modifi ca cuando el ARN es apenas un 
polímero de 20 a 40 ribonucleótidos, por la adición de una 
Complejo de preiniciación
Iniciación
A
D
B
C
TATA
TFIIA TFIIB
TFIIF
ARN pol II
+1
TATA +1
10 nucleótidos ARN
P-P-P
P-P-P
TATA
TFIIDTBP
TBPTFIID
+1
Figura 5-6. Iniciación de la transcripción. A, en la etapa de 
preinicio la proteína de unión a la caja TATA, TBP, interactúa 
con el surco menor del ADN, activando el complejo de preini-
cio y curvando la doble hélice. TBP forma parte del TFIID. B, 
TFIIA controla la capacidad de unión de TBP al ADN y permite 
a TFIID reconocer la región que se extiende hacia el extremo 
5’. TFIIB proporciona una mayor superfi cie de reconocimiento 
para el anclaje de la ARN pol II. C, formación del complejo 
entre TFIIF y la ARN pol II. La ARN pol queda colocada sobre 
el sitio de inicio de la transcripción. Se une TFIIE que recluta 
a TFIIH. TFIIH tiene actividad de helicasa y desnaturaliza al 
ADN, exponiendo la secuencia nucleotídica a la ARN pol II. 
Inicio D, se refi ere a la síntesis de los primeros 10 enlaces 
nucleotídicos del ARN. El extremo CTD de la ARN pol II es 
fosforilado en varias posiciones. La ARN pol II se suelta de 
todos los factores de transcripción, y sólo TBP queda unido a 
la caja TATA.
Elongación
P-TEFb,hSPT5
Corrector de errores
TFIIS
Guanil
transferasa
+
metilasa
7mG 5’
20 - 40
nucleótidos ARN
7mG5’
TAT-SF1
CPSF
CstF
AAUAAAAA
200 nucleótidos
Corte y Empalme (splicing)
Terminación
Figura 5-7. Elongación: en esta etapa la ARN pol II se libera 
del promotor en presencia de TFEII y TFHII, además de los 
factores de elongación PTEFb y TFIIS, que evitan la termina-
ción prematura. TFIIS (elonguina) participa en la reparación 
en caso de que un nucleótido no sea apareado correctamente. 
hSPT5 es un factor de procesamiento del extremo 5’. Termi-
nación: implica la formación de la señal de poliadenilación y 
terminación AAUAAAAA y la adición de la cola de poli-A en 
el tránscrito de ARN, así como la separación del complejo de 
transcripción. Los procesos de elongación y terminación son 
simultáneos. El factor CPSF es específi co de la poliadenilación. 
El factor CstF participa en la escisión. El complejo proteico TAT-
SF1 recluta el ayustosoma.
50 PARTE I • Conceptos básicos de biología molecular
7-metil-guanosina, en tres pasos enzimáticos: la elimina-
ción de un grupo fosfato (enzima ARN trifosfatasa); la adicióndel nucleótido guanina (enzima guanilil transferasa), y por
último, su metilación (enzima metil transferasa). Las tres
enzimas son reclutadas por el factor de elongamiento
hSPT5 unido al CTD de la ARN pol II. La 7-metil guanosi-
na queda unida a través de un enlace entre carbono 5’-5’ de
las ribosas (fi gura 5-8A).
La etapa de la terminación de la transcripción y la adi-
ción de la cola de poliadenilación (poli-A) en el extremo 3’ 
están íntimamente ligadas. El CTD de la ARN pol II, de 
igual manera, participa en el reclutamiento de las enzi-
mas para la poliadenilación que sucede al encontrar secuen-
cias de reconocimiento en el ARN tránscrito primario en 
tres procesos:
1. Los complejos proteicos, el factor estimulante de la esci-
sión (cleavage stimulation factor, CstF) y el factor espe-
cífi co de poliadenilación y escisión (cleavage and
polyadenylation specifi city factor, CPSF), transferidos
desde CTD al ARNhn, lo escinden.
2. Adición de alrededor de 200 residuos de adenina en el
extremo 3’ por la enzima poli-A polimerasa. Es impor-
tante mencionar que la cola de poli-A sólo se añade a los 
ARN generados por la ARN pol II; es decir, los que pre-
sentan la señal de poliadenilación AAUAAA.
3. La ARN pol II continúa añadiendo nucleótidos antes de
colapsar la burbuja de transcripción, por lo que la señal
de poliadenilación es clave para el proceso de termina-
ción (fi gura 5-8B).
Corte y empalme (splicing)
El proceso de corte y empalme (splicing) consiste en la 
remoción de los intrones (las secuencias intragénicas no 
codifi cadoras de la región codifi cadora) y el empalme de los 
exones (bloques de secuencias codifi cadoras para formar el 
ARNm maduro). Los exones y los intrones pueden empal-
marse en más de una forma y generar variantes del ARNm 
por corte y empalme alternativo. Las regiones en el ARNhn 
reconocidas por la maquinaria de corte y empalme son 
secuencias conservadas de nucleótidos específi cas que 
limitan los exones y los intrones, e indican dónde se realiza-
rá el corte y el empalme, sitio de empalme 5’ y 3’ (donante y 
receptor, respectivamente); una tercera secuencia, conoci-
da como sitio de ramifi cación, se encuentra en la secuencia 
del intrón. Las enzimas del proceso también conocido 
como ayustosoma median dos reacciones de transesterifi -
cación sucesivas donde se rompen y se forman dos enlaces 
fosfodiéster nuevos. El ayustosoma está formado por 150 
proteínas y 5 ARN nucleares pequeños (ARNsn), conocidos 
como U1, U2, U4, U5 y U6; por lo tanto, es una riboproteí-
na. Las reacciones se pueden dividir en tres etapas:
1. Identifi cación de las secuencias donantes 5’ y sitio de
ramifi cación por U1 y U2, respectivamente, ayudado
por proteínas accesorias.
2. Formación de un plegamiento del ARN para acercar los
tres sitios de corte y empalme, ayudado por U4, U5 y
U6; en este momento, se produce el ataque nucleof ílico
de la adenina conservada en el sitio de ramifi cación en
el enlace fosfodiéster de una guanina conservada del
sitio donante 5’, formando un nuevo enlace fosfodiéster
y una estructura llamada lazo intrónico.
3. Liberación de U1. Es remplazado por U6. En la segunda
reacción de transesterifi cación el sitio donante 5’ libre
se convierte en un nucleófi lo que ataca el sitio receptor
3’. Los exones se empalman y liberan el lazo intrónico.
En este momento se libera U4 y entran en contacto U6
y U2, y la unión de los exones es mediada por U5. El
ayustosoma es constantemente reciclado y reclutado
por el CTD de la ARN pol II a través del TAT-SF1 (fi gu-
ra 5-8C).
Edición del ARN
La edición es una forma de modifi cación postranscripcio-
nal del ARNm. En algunos casos genera el cambio de un 
aminoácido importante por otro o codones de paro de la 
traducción y la generación de una proteína truncada. El 
proceso de edición sólo se presenta en ciertos genes, en 
algunos tejidos o en algunos tipos celulares. Existen dos 
mecanismos que median la edición: la desaminación oxida-
tiva de una citosina metilada, que se convierte en uridina 
del codón CAA (enzima citidina desaminasa) y genera el 
codón de paro UAA, o el cambio de aminoácido adenina 
por inosina, que prefi ere aparearse con citosina (enzima 
Figura 5-8. A, adición de la caperuza o casquete en el extre-
mo 5’. La base modifi cada 7 metilguanosina (7mG) se añade 
en 2’-OH de la última base del Marne, eliminando un grupo 
fosfato con la formación de un enlace entre carbono 5’-5’ de 
las ribosas. B, modifi cación del extremo 3’ con la adición de 
la cola de Poli A en presencia de los factores CPSF y CstF, al 
reconocer la secuencia AAUAAA presente en el ARNm. 
C, eliminación de intrones y empalme de exones (splicing), 
con la formación del ayustosoma con ataque nucleofílico y 
transesterifi cación.
AAUAAA
OH
OP
OH
HH
CH2 7mG
5’ 
5’ 
5’ 3’ 
5’ 3’ 
3’ 5’ 
5’ 
5’ 3’ 
3’ 
AAAAAAAA3’ 
Exones
A Modificación del extremo 5’ 
B Modificación del extremo 3’ 
C Eliminación de intrones
 y empalme de exones
Guanilil
transferasa
ARNsn
U1
U4
U2
U5 U6
+
2’-O-methyl-
transferasa
ARNm
ADN
CPSF
CstF
E1 E2 E3 E4 E5
Intrones
PP
O
H H
CAPÍTULO 5 • Transcripción 51
adenosina desaminasa de acción sobre ARN, ADAR), 
mecanismo propio de los mamíferos, incluido el ser huma-
no. La inserción o deleción de una uridina dirigida por un 
ARN guía se ha observado en procariotes, y ha cambiado 
los marcos de lectura para la traducción. El ejemplo más 
representativo del proceso de edición es en el ARNm de la 
apoliproteína B (ApoB). El ARNm sintetizado en el hígado 
produce una cadena polipeptídica de 100 aminoácidos, por 
lo que se lo conoce como ApoB-100. Este mismo gen en el 
intestino, al ser tránscrito, sufre un proceso de edición, en 
el que una citosina en la posición 2152 es desaminada y se 
convierte en U, cambiando el codón CAA por UAA, un 
codón de terminación que provoca la formación de una 
proteína truncada de tan sólo 48 aminoácidos denominada 
ApoB-48.
Regulación de la transcripción
Las diferencias fenotípicas que caracterizan a las diferentes 
células presentes en organismos multicelulares, a pesar de 
tener el mismo genotipo, se deben a la expresión diferencial 
de sus genes. El desarrollo y el fenotipo de un organismo 
pueden regularse por el producto génico que interactúa con 
otros genes o con el ambiente en tiempo y espacio. Existen 
diversos mecanismos por los cuales se puede controlar la 
expresión de los genes (véase el capítulo 7).
1. ¿Cuál es la defi nición molecular que describe mejor un gen?
a) Locus específi co del ADN que contiene información y
almacenamiento para la descendencia.
b) Secuencia del ADN que contiene la información para
la síntesis de ARN.
c) Secuencia del ADN específi ca de unión a proteínas
necesarias para la función celular.
2. ¿Qué diferencias existen en la transcripción entre euca-
riotes y procariotes?
a) Mayor complejidad en la regulación, se realiza en el
núcleo, requiere procesamiento del ARN, son genes
monocistrónicos.
b) Se realiza en el citoplasma, son genes policistrónicos,
no requieren procesamiento del ADN.
c) Menor complejidad en la regulación, se realizan en el
citoplasma, traducción y transcripción de manera si-
multánea.
3. Esquematiza (dibuja) la secuencia de eventos de la trans-
cripción.
4. Son funciones del dominio proteico CTD de la ARN pol II:
a) Regulación negativa, formación de la burbuja de
transcripción y síntesis de ribonucleótidos.
b) Enzima metiltransferasa, colapso de burbuja de trans-
cripción y sitio de unión al ADN.
c) Reclutamiento de las enzimas, función de ATPasa y
helicasa.
5. ¿Cuáles son las modifi caciones del ARNhn que lo con-
vierten en un ARNm?
a) Superenrollamientos, modifi cación del extremo 3’ con
una guanina metilada.
b) Poliadenilacion del extremo 3’, corte de los intrones y
empalme de los exones.
c) Formación de estructuras secundarias, corte de los
exones y empalme de los intrones.
 Preguntas de repaso 
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