Las unidades de transcripción simples y complejas se encuentran en los genomas eucariotas
Los genes eucariotas que producen un solo tipo de ARNm, que codifica una sola proteína, se llaman unidades de transcripción simples. Las mutaciones en los exones, intrones y regiones de control de la transcripción pueden influir en la expresión de las proteínas codificadas por las unidades de transcripción simples (Figura 9-1b). A diferencia de algunas mutaciones en operones bacterianos, que pueden afectar a múltiples proteínas, las mutaciones en unidades de transcripción eucariotas simples pueden afectar a una sola proteína.
Aunque muchas unidades de transcripción en eucariotas son simples, las unidades de transcripción complejas son bastante comunes en los organismos pluricelulares. El transcrito de ARN primario codificado por las unidades de transcripción complejas puede procesarse de más de una manera mediante el uso de sitios alternativos de poli(A) o sitios de empalme, lo que lleva a la formación de ARNm que contienen exones diferentes. Por ejemplo, una unidad de transcripción que contiene dos o más sitios poli(A) puede producir diferentes ARNm, cada uno con los mismos exones 5′, pero con exones 3′ distintos (Figura 9-2a). Otro tipo de procesamiento alternativo del ARN, llamado omisión de exón, produce ARNm con los mismos exones 5′ y 3′ pero con exones internos diferentes (Figura 9-2b). Ejemplos de ambos tipos de procesamiento alternativo de ARN ocurren durante la diferenciación sexual en Drosophila (ver Figura 11-26). En general, se produce un ARNm a partir de una unidad de transcripción compleja en algunos tipos de células, y un ARNm alternativo en otros tipos de células. Por ejemplo, las diferencias en el empalme del ARN del transcrito primario de la fibronectina en los fibroblastos y los hepatocitos determinan si la proteína secretada incluye o no dominios que se adhieren a las superficies celulares (véase la Figura 11-24).
Figura 9-2
Dos ejemplos de unidades de transcripción complejas eucariotas y el efecto de las mutaciones en la expresión de las proteínas codificadas. El ARN transcrito a partir de una unidad de transcripción compleja (azul) puede ser procesado de forma alternativa para dar lugar a dos o más monocistrones funcionales (más…)
Una mutación en la región de control o en un exón compartido por los ARNm alternativos afectará a todas las proteínas alternativas codificadas por una unidad de transcripción compleja dada. Por otro lado, las mutaciones en un exón presente en sólo uno de los ARNm alternativos afectarán sólo a la proteína codificada por ese ARNm. En consecuencia, la relación entre la definición molecular de un gen y el grupo de complementación genética no siempre es sencilla para las unidades de transcripción complejas. Por ejemplo, la unidad de transcripción compleja mostrada en la Figura 9-2a codifica dos proteínas que tienen la misma secuencia N-terminal, codificada por sus exones 5′ comunes, y diferentes secuencias C-terminales, codificadas por sus exones 3′ únicos. Las mutacionesb y c se complementan en una prueba de complementación genética, aunque se produzcan en el mismo gen, porque un cromosoma con la mutación b puede expresar una proteína normal codificada por el ARNm inferior, y un cromosoma con la mutación c puede expresar una proteína normal codificada por el ARNm superior. Sin embargo, un cromosoma con la mutación a en un exón común a ambos ARNm no complementaría ni la mutación b ni la c. En otras palabras, la mutación a estaría en los mismos grupos de complementación que las mutaciones b y c, aunque b y c no estarían en el mismo grupo de complementación.