1
00:00:01,459 --> 00:00:07,440
Bien, en este vídeo vamos a ver cómo se lleva a cabo la transcripción del DNA a RNA.

2
00:00:09,000 --> 00:00:15,800
Antes de entrar en detalle en el proceso de la transcripción que ocurre en células prokaryotas y en células eukaryotas,

3
00:00:16,399 --> 00:00:23,199
vamos a repasar cómo es la estructura de los genes eukaryotas, que suelen ser más complejos.

4
00:00:23,660 --> 00:00:28,440
Os recuerdo que un gen es una unidad de información genética

5
00:00:28,440 --> 00:00:34,960
Y un gen normalmente lleva la información, contiene la información genética de cómo se fabrica una proteína.

6
00:00:35,619 --> 00:00:41,439
No todos los genes, y esto es importante tenerlo en cuenta, van a ser codificantes de proteínas.

7
00:00:42,200 --> 00:00:52,420
Hay otros genes que van a permitir la transcripción de ese gen de DNA a un RNA ribosómico o a un RNA de transferencia.

8
00:00:52,420 --> 00:01:00,420
Pero la gran mayoría de los genes del genoma eucariota suelen ser genes codificantes para proteínas.

9
00:01:00,420 --> 00:01:07,840
Bien, aquí nos han dibujado, como si fuera esta línea, como si fuera toda la estructura de un cromosoma.

10
00:01:07,840 --> 00:01:25,980
En un punto determinado encontramos un gen, que serían estos cajones azules, y un gen, lo primero que tenemos que tener en cuenta, es que está formado por secuencias codificantes, que llamamos exones, y secuencias no codificantes, que se llaman intrones.

11
00:01:25,980 --> 00:01:34,780
Se denomina intrones porque son secuencias no codificantes que se encuentran entre los exones.

12
00:01:35,019 --> 00:01:42,200
En este caso, este gen está formado por tres exones de diferente longitud y dos intrones que están entre medias.

13
00:01:43,400 --> 00:01:49,099
Decimos que la secuencia de los exones es codificante porque, como ya veremos,

14
00:01:49,099 --> 00:02:09,580
Esta secuencia se va a copiar durante la transcripción en el RNA mensajero, el primer RNA, el heterogéneo nuclear, y sin embargo la secuencia de los intrones por un proceso de maduración del RNA que veremos más adelante se pierde.

15
00:02:09,580 --> 00:02:34,379
De tal manera que el hernia mensajero maduro que se va a traducir a proteínas no contiene los intrones, ¿de acuerdo? Solo contiene los exones. Muy bien, por tanto, dentro de lo que es la secuencia propia del gen encontramos secuencias codificantes, exones y secuencias no codificantes, que serían los intrones.

16
00:02:34,379 --> 00:02:41,680
Dentro de la estructura de un gen, además, cinco prima por delante

17
00:02:41,680 --> 00:02:45,759
encontramos una secuencia, una región que llamamos promotor

18
00:02:45,759 --> 00:02:50,520
Veremos ahora después cuál es la función del promotor, pero ya la adelanto

19
00:02:50,520 --> 00:02:56,120
La secuencia promotora lo que va a hacer va a ser atraer la maquinaria de transcripción

20
00:02:56,120 --> 00:03:01,319
e indica a la maquinaria de transcripción en qué punto comienza el gen

21
00:03:01,319 --> 00:03:31,000
Es decir, a partir de toda la secuencia que hay, a partir del promotor, es secuencia de un gen. Además del promotor pueden haber otras secuencias reguladoras. Estas otras secuencias reguladoras, que aquí las han pintado en amarillo, pueden ser una o varias, pueden estar cerca del gen o muy lejos, upstream, 5' muy lejos, a veces a cientos y miles de pares de bases por encima.

22
00:03:31,000 --> 00:03:44,159
son secuencias reguladoras porque su función es activar la transcripción del gen o reprimir, silenciar, inactivar la transcripción del gen.

23
00:03:45,199 --> 00:03:53,379
De tal manera que tenemos dos tipos de secuencias reguladoras, los enhancers, que los tenemos aquí, o potenciadores,

24
00:03:53,379 --> 00:03:59,699
y los silencers o secuencias silenciadoras.

25
00:04:00,259 --> 00:04:04,479
Los enhancers son los encargados de la activación transcripcional,

26
00:04:04,780 --> 00:04:06,800
la activación de la expresión del gen,

27
00:04:07,240 --> 00:04:10,379
y los silencers son secuencias que reprimen la transcripción,

28
00:04:11,219 --> 00:04:14,479
por tanto, inactivan, apagan la expresión de ese gen.

29
00:04:15,699 --> 00:04:17,819
Esto es importante que lo tengamos en cuenta

30
00:04:17,819 --> 00:04:21,300
por lo que veremos ahora durante la transcripción.

31
00:04:21,300 --> 00:04:35,600
Como ya adelanto, una vez se ha realizado la transcripción, el mensajero que obtenemos es un pre-mRNA, es el RNA heterogéneo nuclear, que ya vimos en temas anteriores.

32
00:04:35,600 --> 00:04:51,620
Este mensajero debe madurar, debe adquirir tres cambios fundamentales para poder convertirse en el RNA mensajero maduro que sale del núcleo y va al citoplasma para la traducción, buscando los ríosones.

33
00:04:51,620 --> 00:05:00,470
Bien, vamos a ver ahora por tanto cómo se lleva a cabo en la célula el proceso de la transcripción.

34
00:05:00,470 --> 00:05:23,310
Bueno, tiene algunas similitudes con el proceso genético de la replicación del DNA en el sentido de que se va a leer una información genética de una hebra molde, en este caso en DNA, y la vamos a copiar, vamos a hacer una copia complementaria, en este caso en formato RNA.

35
00:05:23,310 --> 00:05:29,310
Pero el proceso en sí es mucho más sencillo y diferente.

36
00:05:31,470 --> 00:05:40,730
La transcripción es, por tanto, el proceso por el cual la célula va a sintetizar una molécula de RNA a partir de un DNA.

37
00:05:41,550 --> 00:05:48,389
El molde que va a utilizar es la cadena de DNA, la secuencia de un gen concreto.

38
00:05:48,910 --> 00:05:52,250
Este proceso es mucho más sencillo que el de la replicación.

39
00:05:52,870 --> 00:05:54,769
De hecho, solo se requiere una enzima.

40
00:05:55,350 --> 00:05:57,769
La enzima que se requiere es la RNA polimerasa.

41
00:05:57,769 --> 00:06:04,389
Esta RNA polimerasa es parecida a la primasa que actuaba durante la replicación

42
00:06:04,389 --> 00:06:07,870
Es una RNA polimerasa DNA dependiente

43
00:06:07,870 --> 00:06:13,649
Es decir, lee y tiene como cadena molde el DNA

44
00:06:13,649 --> 00:06:18,290
Y sintetiza una copia complementaria en forma de RNA

45
00:06:18,290 --> 00:06:24,189
A diferencia de las DNA polimerasas que veíamos en la replicación

46
00:06:24,189 --> 00:06:27,389
La RNA polimerasa solo tiene actividad polimerasa

47
00:06:27,389 --> 00:06:30,829
no tiene actividad correctora. Esta es una gran diferencia.

48
00:06:33,110 --> 00:06:36,050
En células prokaryotas solo existe una RNA polimerasa.

49
00:06:36,850 --> 00:06:38,970
Sin embargo, en eukaryotas tenemos tres.

50
00:06:39,569 --> 00:06:42,470
Cada una de estas tres RNA polimerasas, la 1, la 2 y la 3,

51
00:06:42,589 --> 00:06:46,769
está especializada en la transcripción de un tipo de RNA

52
00:06:46,769 --> 00:06:49,850
y por tanto la transcripción de un tipo de genes.

53
00:06:49,850 --> 00:06:54,949
La RNA polimerasa 1 está especializada en la transcripción de los genes

54
00:06:54,949 --> 00:06:58,310
que van a producir los RNA ribosómicos.

55
00:06:58,829 --> 00:07:10,250
La RNA polimerasa 2 es la mayoritaria y es la encargada de la transcripción de todos los RNAs mensajeros de la célula,

56
00:07:10,389 --> 00:07:15,009
por tanto, prácticamente de la totalidad de todos los genes del genoma.

57
00:07:15,750 --> 00:07:27,610
Y la RNA polimerasa 3 está especializada en la producción, la transcripción del RNA de transferencia y de un RNA ribosómico pequeño, que es el 5S.

58
00:07:27,610 --> 00:07:50,569
Por tanto, y esto es importante, os recuerdo que los genes que van a dar lugar a la producción de RNA ribosómico y de RNA de transferencia y por tanto la transcripción que lleva a cabo la RNA polimerasa 1 y la RNA polimerasa 3 es una transcripción que no está acoplada a la traducción.

59
00:07:51,329 --> 00:07:59,410
Sin embargo, la transcripción del resto de genes que la lleva a cabo la polimerasa 2 para producir los RNA mensajeros

60
00:07:59,410 --> 00:08:05,750
siempre debe ir acoplada al proceso de traducción que veremos en la siguiente parte del tema.

61
00:08:06,810 --> 00:08:12,069
¿Por qué? Porque el RNA mensajero dirige la síntesis de proteínas.

62
00:08:12,069 --> 00:08:29,230
Sin embargo, después de la transcripción, los RNA ribosómicos maduran y los RNA de transferencia también maduran y ejercen ya sus funciones como RNA ribosómico formando parte de los ribosomas o de transferencia durante la traducción que veremos más adelante.

63
00:08:29,230 --> 00:08:48,740
Si os dais cuenta, por tanto, aquí no necesitamos helicasas, girasas y topoisomerasas, no necesitamos primasas, no necesitamos ligasa. La RNA polimerasa es una enzima polivalente que va a realizar la transcripción ella sola, con su actividad polimerasa.

64
00:08:48,740 --> 00:08:54,710
¿Qué fases tiene el proceso de transcripción?

65
00:08:55,830 --> 00:09:02,710
De forma similar a la replicación y como veremos en la traducción hay una fase de iniciación, una fase de elongación

66
00:09:02,710 --> 00:09:04,929
En este caso también hay una fase de terminación

67
00:09:04,929 --> 00:09:14,929
La fase de iniciación ocurre cuando hay unas proteínas de iniciación que se unen a la región promotora

68
00:09:14,929 --> 00:09:21,190
Aquí en este esquema que os presento nos han dibujado en la doble hélice la región promotora

69
00:09:21,190 --> 00:09:30,409
la secuencia promotora. De forma canónica, el promotor de todos los genes eucariotas es lo que

70
00:09:30,409 --> 00:09:38,850
llamamos la tata box, la caja tata, que no es ni más ni menos que una secuencia muy rica en timinas

71
00:09:38,850 --> 00:09:45,950
y adeninas. Aquí os he puesto la más común. Puede tener más adeninas, alguna otra timina. Esta

72
00:09:45,950 --> 00:09:53,629
secuencia es lo que llamamos el promotor eucariota que es la tata box. Esta tata box, el promotor

73
00:09:53,629 --> 00:10:01,289
eucariota, se suele situar aproximadamente a unos 25 o 30 pares de bases por encima, por delante del

74
00:10:01,289 --> 00:10:08,809
inicio de transcripción. ¿Cuál es la función de la tata box en la fase de iniciación? La función de

75
00:10:08,809 --> 00:10:19,009
la Tata Box es atraer la TBP. ¿Qué es la TBP? Es la Tata Box Binding Protein. Es un factor de

76
00:10:19,009 --> 00:10:27,110
transcripción. Los factores de transcripción son proteínas que se van a unir al promotor y van a

77
00:10:27,110 --> 00:10:34,429
activar la transcripción. ¿De acuerdo? La proteína, el factor de transcripción específico que se une

78
00:10:34,429 --> 00:10:45,490
el promotor eucariota es la TBP. Por tanto, la fase de iniciación comienza cuando la TBP se une

79
00:10:45,490 --> 00:10:52,850
a la secuencia promotora del gen correspondiente. ¿Cuál es la función de la TBP? La TBP ahora lo

80
00:10:52,850 --> 00:11:02,190
que hace es reclutar y atraer a la RNA polimerasa al inicio de transcripción. Le indica dónde comienza

81
00:11:02,190 --> 00:11:12,570
al gen y recluta la RNA polimerasa. De tal manera que la fase de iniciación acaba cuando

82
00:11:12,570 --> 00:11:17,250
se ha formado lo que se conoce como el complejo de iniciación. El complejo de iniciación

83
00:11:17,250 --> 00:11:26,889
es la TBP unida al promotor y la RNA polimerasa unida al inicio de transcripción del gen.

84
00:11:26,889 --> 00:11:33,409
Una vez finaliza la fase de iniciación, comienza la fase de elongación

85
00:11:33,409 --> 00:11:35,529
¿Qué ocurre en la fase de elongación?

86
00:11:35,529 --> 00:11:40,269
En la fase de elongación, ahora es cuando actúa la RNA polimerasa

87
00:11:40,269 --> 00:11:45,710
La RNA polimerasa es una enzima polivalente

88
00:11:45,710 --> 00:11:55,990
Aquí, en el diagrama que nos presenta este dibujo, lo han puesto de una manera un tanto artificial

89
00:11:55,990 --> 00:12:01,330
De tal manera que la RNA polimerasa es muchísimo más grande

90
00:12:01,330 --> 00:12:04,789
Que esta pequeña burbuja de transcripción que acaban de abrir

91
00:12:04,789 --> 00:12:06,769
¿Qué es lo que ocurre?

92
00:12:07,549 --> 00:12:13,370
Lo primero que ocurre es que al entrar la RNA polimerasa en el sitio de inicio de la transcripción

93
00:12:13,370 --> 00:12:17,809
Lo primero que hace la polimerasa es abrir la doble hélice

94
00:12:17,809 --> 00:12:19,409
Pero la abre muy poquito

95
00:12:19,409 --> 00:12:21,309
Abre una pequeña burbuja

96
00:12:21,309 --> 00:12:23,350
Aquí han exagerado mucho, insisto

97
00:12:23,350 --> 00:12:25,789
Han exagerado mucho la burbuja

98
00:12:25,990 --> 00:12:50,450
Abre un poquito la burbuja para que puedan entrar los ribonucleótidos. Eso es lo primero que hace. Una vez ha separado y ha roto los puentes de hidrógeno, lo que hace es seleccionar la hebra 3'-5'. En este caso, en este esquema, sería la hebra inferior.

99
00:12:50,450 --> 00:12:57,730
¿Por qué? Porque al tratarse de una hernia polimerasa comparte las limitaciones que tienen las polimerasas

100
00:12:57,730 --> 00:13:06,429
¿Cuál es? Primera, solamente es capaz de leer y utilizar como cadena molde la hebra que va en dirección 3'-5'

101
00:13:06,429 --> 00:13:18,830
Y por tanto, solamente es capaz de generar una cadena complementaria de direccionalidad 5'-3'

102
00:13:18,830 --> 00:13:22,429
prima. ¿Qué es lo que ocurre por tanto en la

103
00:13:22,429 --> 00:13:28,649
elongación? La hernia polimerasa va abriendo poco a poco, ella sola va

104
00:13:28,649 --> 00:13:36,210
abriendo la doble hélice, una pequeña burbuja y comienza desde el extremo 3

105
00:13:36,210 --> 00:13:40,129
prima, daos cuenta que aquí ha quedado ya el promotor, aquí tendríamos el comienzo

106
00:13:40,129 --> 00:13:46,350
del inicio de la transcripción, va leyendo la cadena, la hebra 3 prima, 5

107
00:13:46,350 --> 00:13:57,350
y directamente va sintetizando una cadena de RNA complementaria, por tanto de dirección 5', 3'.

108
00:13:57,350 --> 00:14:07,190
Como es RNA y esto es DNA, esta cadena de RNA no forma puentes de hidrógeno por mucho que sea complementaria.

109
00:14:07,970 --> 00:14:11,789
Va saliendo hacia afuera esta cadena de RNA.

110
00:14:11,789 --> 00:14:39,830
De tal manera que a medida que va avanzando la polimerasa, va abriendo nuevamente un poquito más la burbuja, de tal manera que por aquí se irían rompiendo los puentes de hidrógeno a medida que avanza la polimerasa y por aquí detrás, la zona que ya ha leído y que ya ha producido su cadena complementaria, se va nuevamente formando la doble hélice del DNA.

111
00:14:39,830 --> 00:14:54,830
¿De acuerdo? ¿Qué es lo que ocurre? ¿Hasta cuándo? Pues igual que tiene un comienzo cada gen en la secuencia del promotor y en el inicio de transcripción, también hay una secuencia de terminación.

112
00:14:55,649 --> 00:15:14,470
De tal manera que cuando la RNA polimerasa alcanza esta secuencia de terminación, ya veis que toda la parte anterior ya se ha ido formando los puentes de hidrógeno y está volviendo a formar la doble hélice y ya queda una pequeña burbuja.

113
00:15:14,470 --> 00:15:35,669
Cuando la RNA polimerasa alcanza la secuencia de terminación, que cada gen tiene su secuencia de terminación, lo que hace es que se suelta, se desengancha, el RNA queda libre y el DNA, las bases nitrogenadas de esta burbuja, vuelven a formar los puentes de hidrógeno y la doble.

114
00:15:35,669 --> 00:15:41,970
Por tanto, como veis, la fase de iniciación, de elongación y de terminación

115
00:15:41,970 --> 00:15:46,769
El proceso de la transcripción es mucho más sencillo que el proceso de la replicación

116
00:15:46,769 --> 00:15:51,649
Solamente requiere un enzima, que es la RNA polimerasa, que lo va a hacer todo

117
00:15:51,649 --> 00:15:56,250
Va a romper los puentes de hidrógeno, va a leer, va a sintetizar la nueva cadena

118
00:15:56,250 --> 00:16:02,190
Y al finalizar, se suelta y deja libre el RNA recién sintetizado

119
00:16:02,649 --> 00:16:08,529
Dependiendo de qué polimerasa sea, si es la 1, este RNA será un ribosómico.

120
00:16:09,970 --> 00:16:17,250
Bueno, en realidad sería el RNA nucleolar, si recordáis, que es el precursor.

121
00:16:17,570 --> 00:16:22,149
Si fuera una RNA polimerasa 3, seguramente esto sería una RNA de transferencia.

122
00:16:22,149 --> 00:16:30,169
Para la gran mayoría de genes actúa la RNA polimerasa 2 y esto es un RNA pre-mensajero,

123
00:16:30,169 --> 00:16:59,610
Por tanto, RNA heterogéneo nuclear. Ya hemos dicho que este RNA recién transcrito, el transcrito primario que se le llama, tiene que madurar. La maduración, por tanto, es el proceso por el cual el RNA, las cadenas recién sintetizadas, el RNA transcrito, los transcritos primero, van a dar lugar a los principales RNAs que van a formar en la célula.

124
00:17:00,169 --> 00:17:07,869
que se forma un pre-RNA de transferencia, un pre-mensajero y un pre-ribosómico que es el

125
00:17:07,869 --> 00:17:13,730
nucleolar, si os acordáis. Nosotros por la importancia que tiene la síntesis de proteínas

126
00:17:13,730 --> 00:17:20,150
nos vamos a centrar en la maduración del RNA mensajero y lo vamos a ver en eucariotas. Luego

127
00:17:20,150 --> 00:17:26,650
ya comento las diferencias con procariotas. La maduración del RNA mensajero eucariota

128
00:17:26,650 --> 00:17:28,569
comporta tres cambios

129
00:17:28,569 --> 00:17:31,089
y los tenemos que conocer porque son muy importantes

130
00:17:31,089 --> 00:17:32,369
primer cambio

131
00:17:32,369 --> 00:17:34,750
bueno, en prokaryotas, ya digo

132
00:17:34,750 --> 00:17:37,829
no se requieren grandes modificaciones significativas

133
00:17:37,829 --> 00:17:40,150
es decir, no hay intrones

134
00:17:40,150 --> 00:17:41,690
y esto es muy importante

135
00:17:41,690 --> 00:17:42,809
no hay intrones

136
00:17:42,809 --> 00:17:45,430
y prácticamente el RNA mensajero

137
00:17:45,430 --> 00:17:46,690
lo único que sufre es

138
00:17:46,690 --> 00:17:51,089
un cambio en 5' y en 3'

139
00:17:51,309 --> 00:17:52,269
que lo vamos a ver ahora

140
00:17:52,269 --> 00:17:54,849
en células eukaryotas

141
00:17:54,849 --> 00:18:01,849
Ya sabemos que el tránsito primario es el pre-mensajero o el RNA heterogéneo nuclear

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y su maduración consta de tres pasos.

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Primer paso, en 5' se le va a añadir lo que llamamos el 5'-CAP, la caperuza 5',

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que no es ni más ni menos que un residuo de 7-metilguanosina trifosfato.

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Es un residuo, es una molécula que se le añade en 5' para indicar al ribosoma dónde comienza la secuencia del mensajero y dónde acaba.

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En 3' para indicar dónde acaba se le añade una cola poliá, es decir, un montón de adeninas una detrás de otra.

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Puede ser una cola de 50 adeninas, 100 adeninas, 20 adeninas, dependiendo del mensajero y del gen.

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La adición de esta cola polia se lleva a cabo por una enzima que es la polia polimerasa. Por tanto, ahora este mensajero le va a poder decir al ribosoma dónde comienza, dónde está 5' y dónde está 3'. Porque lo hemos marcado en 5' con la 7-metilguanosinatrifosfato y está marcado con la cola polia en 3'.

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Y por último, el último paso es un paso tremendamente complejo, que es la eliminación de intrones. Este proceso es lo que en inglés se conoce como el proceso de splicing. En algunos libros lo intentan traducir al español, nadie lo traduce, todo el mundo conoce lo que es el splicing.

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El splicing, por tanto, es un proceso genético que se lleva a cabo por ribonucleoproteínas pequeñas nucleares, SNRNPs, que son proteínas que están formadas por un pequeño ribonucleótido RNA que está acoplado a proteínas y tiene actividad enzimática.

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Y lo que hace es se une al comienzo y al final del intron y lo elimina. Por tanto, una vez tenemos el RNA heterogéneo nuclear, el primer cambio que ocurre es en 5' se añade un residuo de 7-metilguanosina trifosfato.

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El segundo cambio es que en 3' se va a añadir la colapolia por la poliapolimerasa y después, que aquí nos lo han pintado en azul, los intrones, el proceso de splicing por las ribonucleoproteínas, que consiste en la eliminación de estos intrones.

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De tal manera que el RNA mensajero ya maduro contiene la 7-metilguanosina, trifosfato en 5', la colapolia y solamente contiene secuencia codificante. Aquí la han dibujado en amarillo. Este RNA mensajero ya maduro en eucariotas está ya preparado para salir del núcleo citoplasma y buscar los ribosomas para comenzar la transcripción.

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Aquí os he puesto un pequeño esquema de cómo se realiza este proceso de splicing por las ribonucleoproteínas pequeñas

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Un tipo de esta ribonucleoproteína se pone al principio del intrón y el otro se pone al final del intrón

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y hacen una especie de lazo, si os dais cuenta, producen un doble corte y un empalme

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Cortan el lazo que contiene el intrón y empalman los exones

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de tal manera que toda la secuencia ahora del mensajero maduro será codificante