ARN polimerasa e iniciación de la transcripción
La enzima que sintetiza ARN y el primer paso cuidadosamente controlado en el que localiza un gen, funde el ADN y comienza a producir una transcripción.
Definition
La ARN polimerasa es la enzima multisubunidad que cataliza la síntesis de ARN a partir de un molde de ADN; la iniciación de la transcripción es el conjunto regulado de pasos mediante los cuales la polimerasa, con los factores apropiados, reconoce un promotor, abre el dúplex de ADN y comienza a sintetizar ARN en el sitio de inicio.
Scope
Este tema abarca la estructura y la acción catalítica de las ARN polimerasas y los eventos de iniciación: reconocimiento del promotor, formación del complejo cerrado y luego abierto, iniciación abortiva y la transición a la elongación productiva. Contrasta la iniciación de una sola polimerasa bacteriana con la iniciación multifactorial y dependiente de factores de los eucariotas. Las secuencias promotoras y los factores de transcripción reguladores se tratan con mayor detalle en un tema complementario.
Core questions
- ¿Cuál es la estructura de la ARN polimerasa y cómo cataliza la síntesis?
- ¿Cómo reconoce la enzima dónde comienza un gen?
- ¿Qué sucede cuando el complejo promotor cerrado se convierte en un complejo abierto?
- ¿Cómo difiere la iniciación entre bacterias y eucariotas?
Key theories
- Formación del complejo abierto
- La iniciación productiva requiere que la polimerasa funda un tramo corto de ADN promotor, formando un complejo abierto en el que la hebra molde queda expuesta en el sitio activo para que se puedan unir los primeros nucleótidos.
- Selección del promotor guiada por factores
- La polimerasa bacteriana utiliza un factor sigma intercambiable para elegir promotores, mientras que las polimerasas eucariotas dependen de conjuntos de factores de transcripción generales, lo que confiere a la iniciación su especificidad y un punto clave de control.
Mechanisms
La polimerasa central, que contiene el centro catalítico, se asocia con un factor de iniciación (un factor sigma en bacterias; factores de transcripción generales en eucariotas) para reconocer el promotor y formar un complejo cerrado. El dúplex se funde entonces a un complejo abierto, exponiendo la hebra molde. La enzima comienza a unir nucleótidos, a menudo liberando varias transcripciones abortivas cortas, hasta que escapa del promotor, se desprende de los factores de iniciación y entra en la elongación procesiva.
Clinical relevance
La ARN polimerasa bacteriana es el objetivo de importantes antibióticos, y los factores de iniciación eucariotas están implicados en enfermedades y se estudian como dianas farmacológicas; se presenta como significado, no como consejo clínico.
History
La ARN polimerasa fue identificada a principios de la década de 1960; el descubrimiento de múltiples polimerasas eucariotas y sus factores de transcripción generales, y posteriormente las estructuras de alta resolución de la enzima capturada en el acto de iniciación, establecieron el panorama mecanicista utilizado en los textos actuales.
Key figures
- Roger Kornberg
- Robert Roeder
Related topics
Seminal works
- watson2013
- lodish2016
Frequently asked questions
- ¿Necesita la ARN polimerasa un cebador?
- No. A diferencia de las ADN polimerasas, la ARN polimerasa puede iniciar una nueva hebra desde cero en el molde, por lo que la transcripción no requiere un cebador.
- ¿Qué es un factor sigma?
- Una subunidad de iniciación bacteriana que dirige la polimerasa central a promotores específicos; diferentes factores sigma permiten a una célula transcribir diferentes conjuntos de genes.