1Anatomía de un gen humano típico
Un gen eucariota típico está organizado en regiones con funciones bien definidas:
- Promotor: secuencia reguladora inmediatamente anterior al sitio de inicio de la transcripción, donde se ensambla la maquinaria basal de transcripción (desarrollado más abajo).
- Región 5' no traducida (5'UTR): se transcribe pero no se traduce; contiene secuencias relevantes para la eficiencia de la traducción posterior.
- Exones e intrones: la región codificante interrumpida, desarrollada en el capítulo I.5 y ampliada en el capítulo II.3.
- Región 3' no traducida (3'UTR): contiene la señal de poliadenilación y secuencias que regulan la estabilidad y localización del ARNm maduro.
- Elementos reguladores distales: potenciadores (enhancers) y silenciadores, que pueden ubicarse a gran distancia del gen —incluso miles de pares de bases— y aun así influir sobre su transcripción gracias al plegamiento tridimensional del ADN, que los acerca físicamente al promotor.
2El complejo de transcripción
La transcripción de los genes codificantes de proteína está a cargo de la ARN polimerasa II, que —a diferencia de la ARN polimerasa bacteriana— no puede reconocer al promotor por sí sola: requiere el ensamblaje previo de un conjunto de factores de transcripción basales (generales) sobre el promotor, formando el complejo de preiniciación.
En muchos promotores eucariotas, el ensamblaje comienza con el reconocimiento de la caja TATA (una secuencia rica en timina y adenina, ubicada ~25-30 pares de bases antes del sitio de inicio) por el factor de transcripción TFIID, que a su vez recluta secuencialmente al resto de los factores basales y finalmente a la ARN polimerasa II, ensamblando el complejo de preiniciación completo capaz de comenzar la síntesis del ARN. No todos los promotores humanos poseen una caja TATA canónica —muchos genes de expresión constitutiva ("housekeeping") tienen promotores sin ella, reconocidos por mecanismos alternativos—.
¿Por qué la transcripción eucariota necesita tantos factores basales, si la bacteriana se arregla con mucho menos? El ADN eucariota está empaquetado en cromatina (capítulo I.5), lo cual por sí solo dificulta el acceso directo de la ARN polimerasa al promotor. Los factores de transcripción basales no solo reconocen la secuencia del promotor, sino que también participan en desplazar o remodelar localmente los nucleosomas que podrían bloquear el acceso, y en reclutar a la ARN polimerasa II con la orientación correcta. Esta complejidad adicional —ausente en el ADN bacteriano desnudo— es el "costo" estructural directo de tener el genoma empaquetado en cromatina, y constituye además un punto de control regulatorio adicional que los procariotas simplemente no poseen.
3Trampas de examen
| Trampa | Por qué confunde | Aclaración |
|---|---|---|
| Pensar que todos los genes humanos tienen caja TATA | Es el elemento promotor más nombrado en los cursos introductorios | Muchos genes constitutivos ("housekeeping") carecen de caja TATA canónica y usan mecanismos alternativos de reconocimiento del promotor |
| Creer que los potenciadores (enhancers) deben estar físicamente cerca del gen en la secuencia lineal de ADN | Se los llama "reguladores" como si actuaran localmente | Pueden ubicarse a gran distancia en la secuencia lineal —incluso miles de pares de bases— y actuar sobre el promotor gracias al plegamiento tridimensional del ADN, que los aproxima físicamente en el espacio pese a la distancia lineal |
| Confundir la 5'UTR/3'UTR con regiones "no importantes" del gen | "No traducida" suena a "sin función" | No se traducen a proteína, pero cumplen funciones regulatorias relevantes: la 5'UTR influye en la eficiencia de la traducción, y la 3'UTR contiene la señal de poliadenilación y secuencias que regulan la estabilidad del ARNm |
4Puntos clave
- Un gen eucariota típico incluye promotor, 5'UTR, exones/intrones, 3'UTR, y elementos reguladores distales (potenciadores/silenciadores).
- La ARN polimerasa II requiere el ensamblaje previo de factores de transcripción basales sobre el promotor para iniciar la transcripción.
- La caja TATA es reconocida por TFIID en muchos promotores, pero no es universal — existen promotores sin ella.
- Los potenciadores pueden actuar a gran distancia lineal gracias al plegamiento tridimensional del ADN.