¿Cómo sabe una ARN polimerasa que comienza en el codón de inicio y se detiene en el codón de parada? ¿Dónde se almacena esa información (dónde parar y comenzar)? ¿Por qué comienza en agosto?

La transcripción no es uniforme entre varios organismos. Por lo general, involucra varios factores de transcripción que pueden variar significativamente entre diferentes organismos. La mayoría de los organismos incluso usan diferentes polimerasas para diferentes tipos de ARN. No hace falta decir que existe una diferencia estructural entre las ARN polimerasas de varias especies. Dado que varias especies utilizan diversos mecanismos para el inicio y la terminación de la transcripción, es difícil dar una respuesta general. Una cosa que es segura es que las polimerasas y varios factores de transcripción no saben nada. Tienen una estructura específica que les permite interactuar entre sí y con el ADN para encontrar la región promotora, descomprimir el ADN y producir la cadena de ARN complementaria a una región de ADN específica. Dado que la estructura de todas esas proteínas involucradas en el proceso se especifica dentro del ADN, * podría * decir que la información sobre dónde comenzar y detener está codificada en el ADN. Sin embargo, esta es una forma muy simplista de ver las cosas, porque la célula es un entorno extremadamente complejo y muchos factores que son independientes del ADN afectan directa o indirectamente el proceso de transcripción.

Con respecto a su segunda pregunta, AUG no siempre es un codón de inicio. Sin embargo, la metionina es siempre el primer aminoácido en la cadena polipeptídica, incluso si el codón de inicio codifica algún otro aminoácido. Este es el caso porque se usa un ARNt específico, llamado ARNt iniciador, para agregar el primer aminoácido. Tiene una estructura específica que le permite interactuar con un factor de inicio de unión específico y unirse al sitio P en la pequeña subunidad del ribosoma. Los ARNt alargadores comparten características estructurales comunes que les permiten interactuar con un factor de elongación, que se requiere para unirse al sitio A del ribosoma. Si el alargador met-tRNA pudiera interactuar con el factor de iniciación, también lo harían todos los demás tRNA. La existencia de un ARNt de iniciación específico evita la competencia por el factor de iniciación.

La ARN polimerasa no inicia las transcripciones en el codón de inicio.

Los promotores son señales de ADN que impulsan la transcripción, y solo en raras ocasiones están posicionados para generar ARNm “sin líder” que comienzan en el codón de inicio. Las regiones de los extremos de la transcripción que no codifican se denominan UTR 5 ‘y 3’ (Regiones no traducidas).

Los codones de inicio verdadero tienen un contexto que es reconocido por el ribosoma. En los procariotas, esto se conoce como la secuencia Shine-Delgarno o RBS (sitio de unión de ribosomas). La composición de la RBS es específica de la especie y diferentes RBS tendrán diferentes puntos fuertes para iniciar la traducción. A continuación se muestra un logotipo de secuencia del sitio iGEM para E. coli RBS: la altura de una letra es la puntuación de bits para ese nucleótido en la alineación. Entonces puede ver que el TG está perfectamente conservado, pero los G y T menos comunes firman la primera posición del codón de inicio.

Creo que estás confundiendo la transcripción con la traducción. La transcripción comienza generalmente en las secuencias de Kozak o Shine-Dalgarno. Estas secuencias son reconocidas por otras proteínas de reconocimiento / unión de ADN (factores de transcripción) y luego reclutarían las ARN polimerasas. Las polimerasas de ARN per se no son demasiado dicriminativas contra los sustratos, es decir, transcribirán lo que ya se unen. La especificidad se decide por los factores de transcripción.

En el caso de la traducción, la maquinaria del ribosoma se ensambla en el codón AUG con el ARNt de metionina en el complejo inicial, así es como la traducción siempre comienza con Met. Sin embargo, tiende a ser bastante permeable, es decir, la traducción no siempre comienza en el AUG correcto y esto a veces es utilizado por diferentes mecanismos para crear más productos en secuencias más pequeñas.

La respuesta simple es que la ARN polimerasa no sabe nada. Responde en especie a una secuencia de moléculas orientada espacialmente. Todo el ‘ballet’ molecular está regulado por vías de señalización (señalización bioquímica) que informan a ciertas moléculas específicas al poder unirse con ellas, lo que proscribe un cierto cambio en la orientación espacial, después de lo cual se habilita la liberación por otro cambio y todo lo cual conserva energía o la libera para su reutilización en un evento de seguimiento.