Las modificaciones postranscripcionales son procesos que facilitan la generación de ácido ribonucleico (ARN) maduro y funcional. Estos mecanismos reguladores de rápida respuesta permiten que se produzcan diferentes proteínas a partir de un mismo gen y actúan como reguladores del fenotipo y de la tasa de proliferación. Estas modificaciones también desempeñan un papel en algunas formas de cáncer y enfermedades neurodegenerativas. El ARN pre-mensajero (ARNm), llamado ARN heterogéneo nuclear (ARNhn), se modifica añadiendo una caperuza de 7-metilguanosina en 5' y una cola de poli-A (poliadenilato) 3' para su estabilidad y protección. Además, los ARNhn que contienen intrones (secuencias no codificantes) entre las secuencias expresadas o los exones se someten a empalme. Este proceso elimina los intrones para producir un ARNm maduro que lleva la secuencia codificante para la traducción. El empalme alternativo, por su parte, también excluye los intrones, pero se enlazan combinaciones variables de exones, produciendo proteínas diferentes del ARNm original. En la edición del ARN, la secuencia del ARNm se altera y difiere de la plantilla de ADN transcrita. El ARN de transferencia y el ARN ribosómico parten de moléculas precursoras más largas y pasan por etapas que incluyen la metilación, el recorte y la adición de nucleótidos.
Última actualización: Abr 25, 2025
La información genética del ácido desoxirribonucleico (ADN) se copia en el ARN mensajero (ARNm).
La expresión de los genes a partir del ADN, la secuencia genética, se transcribe en el ARN (transcripción):
La transcripción de la información genética es el primer paso en la expresión de los genes y es el proceso mediante el cual una región codificante del ADN (estructura de doble cadena) se utiliza como plantilla para la síntesis del ARN mensajero (ARNm). El ARNm maduro se traduce en aminoácidos, formando proteínas (traducción) con la ayuda del ARN ribosomal y el ARN de transferencia (ARNt). Esta imagen muestra la transcripción sin modificaciones post-transcripcionales del ARN.
Los transcritos primarios, o productos inmediatos de la transcripción, sufren alteraciones para convertirse en biológicamente funcionales.
La 7-metilguanosina (residuo de guanilo metilado) se añade al extremo 5′ del ARNhn a través de:
Funciones:
De 50 a 250 residuos de adenilo adenosin monofosfato (AMP, por sus siglas en inglés) se añaden al extremo 3′ del ARNhn a través de:
Función:
El heterogéneo nuclear (pre-ARNm) contiene:
Procesamiento:
Exones e intrones del pre-ARNm con una visión general del empalme (de arriba a abajo):
El transcrito del pre-ARNm contiene exones e intrones. Las interacciones del transcrito con las ribonucleoproteínas nucleares pequeñas y otras proteínas forman un espliceosoma en determinadas uniones del transcrito. Se realizan cortes en los sitios de empalme y se libera el intrón. El ARN empalmado ahora solo tiene exones, que contienen la secuencia codificante.
Aspectos técnicos del empalme:
El pre-ARNm/ARNhn está formado por exones e intrones. Las ribonucleoproteínas nucleares pequeñas + otras proteínas reconocen el sitio de ramificación y las uniones exón–intrón donde cortar: el sitio donador 5′ (que contiene la secuencia invariable GU) y el sitio aceptor 3′ (que contiene la secuencia invariable AG). El transcrito del ARNhn + las ribonucleoproteínas nucleares pequeñas + otras proteínas se combinan en estos sitios y forman el espliceosoma.
Imagen superior: Con la ayuda de las ribonucleoproteínas nucleares pequeñas (snRNPs), el primer corte lo realiza el residuo adenil (en el sitio de ramificación) mediante un ataque nucleofílico en el sitio donador 5′.
Imagen central: El extremo 5′ libre forma entonces un enlace con el sitio de ramificación (formando la estructura de lazo).
Imagen inferior: El segundo corte se realiza en el sitio 3′ del intrón y los exones se unen.
Generalmente, la secuencia de ADN se refleja en el ARNm maduro. La alteración de la secuencia o la edición del ARN es una excepción.
Edición de “C a U”:
Edición de “A a I”:
Estructura secundaria del ARN de transferencia (ARNt). Observe que toda la secuencia puede ser vista, lo que indica su tamaño reducido.
Imagen por Lecturio.