Por Kevin Beck
Actualizado el 30 de agosto de 2022
En las células eucariotas, el ADN que codifica cada proteína se encuentra en el núcleo. Una vez que un gen se transcribe en ARN mensajero (ARNm), esa molécula debe viajar al citoplasma (donde residen los ribosomas) para dirigir la síntesis de proteínas. Este paso exportador no es pasivo; requiere maquinaria celular dedicada.
El ADN y el ARN son polímeros largos formados a partir de nucleótidos, cada uno de los cuales consta de un azúcar, un grupo fosfato y una base nitrogenada. El ADN utiliza el azúcar desoxirribosa, mientras que el ARN utiliza ribosa, que tiene un grupo hidroxilo adicional. El ADN contiene las bases adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). El ARN reemplaza la timina con uracilo (U). Las reglas complementarias de emparejamiento de bases (A-T y C-G en el ADN, A-U y C-G en el ARN) crean la estructura de doble hélice descrita por primera vez en la década de 1950.
La transcripción comienza cuando la ARN polimerasa II se une a la región promotora de un gen. La enzima desenrolla una única cadena de ADN y construye una cadena de ARNm que es complementaria al ADN molde, pero con uracilo en lugar de timina. El ARNm resultante lleva un código triplete que especifica cada uno de los 20 aminoácidos, lo que permite la creación de proteínas prácticamente ilimitadas.
Después de la síntesis, el ARNm naciente se asocia con un conjunto de proteínas de unión a ARN para formar partículas de ribonucleoproteínas mensajeras (mRNP). Estos complejos protegen el ARNm y reclutan factores de exportación que reconocen señales de exportación nuclear específicas. Luego, los mRNP se difunden por todo el nucleoplasma; la proximidad a la envoltura nuclear no es un requisito previo para una exportación exitosa.
La envoltura nuclear está marcada por complejos de poros nucleares (NPC), gigantescos conjuntos de proteínas con una masa de ~125 millones de Daltons en humanos, más de 700.000 veces la masa de una molécula de glucosa. Los NPC constan de anillos citoplasmáticos y nucleoplásmicos, filamentos y un canal de transporte central. Transportan selectivamente macromoléculas dentro y fuera del núcleo, utilizando receptores de transporte que unen cargas y facilitan el paso a través del poro.
La exportación de ARNm depende de la energía:la hidrólisis de ATP impulsa las proteínas motoras que atraen los mRNP hacia el poro, mientras que las nucleoporinas coordinan la liberación de carga hacia el citoplasma.
En el citoplasma, los ribosomas, ya sea libres o unidos al retículo endoplásmico rugoso, se unen al ARNm. Cada ribosoma tiene una subunidad pequeña y otra grande que se ensamblan cuando comienza la traducción. Los ARN de transferencia (ARNt) llevan aminoácidos específicos al ribosoma, haciendo coincidir los codones del ARNm con sus anticodones. El ribosoma une los aminoácidos en una cadena polipeptídica en crecimiento que, al alcanzar un codón de parada, se desprende y se pliega formando una proteína funcional.
Comprender este viaje, desde la transcripción en el núcleo hasta la síntesis de proteínas en el citoplasma, resalta la intrincada coreografía que sustenta la vida celular.
