7.19B: Atenuación

Objetivos de aprendizaje

• Comparar la atenuación transcripcional y traduccional

La atenuación es un mecanismo regulador utilizado en operones bacterianos para asegurar una transcripción y traducción adecuadas. En bacterias, la transcripción y la traducción son capaces de proceder simultáneamente. La necesidad de prevenir la expresión génica no regulada e innecesaria puede prevenirse mediante la atenuación, la cual se caracteriza como un mecanismo regulador.

Figura: Atenuación del operón triptófano: Un ejemplo de atenuación es el operón triptófano. Este esquema representa la atenuación transcripcional ya que la formación de tallo-bucles de ARNm impide la continuidad de la transcripción basada en los niveles de triptófano en el ambiente metabólico.

El proceso de atenuación implica la presencia de una señal de parada que indica una terminación prematura. La señal de parada, denominada atenuador, impide el correcto funcionamiento del complejo ribosómico, deteniendo el proceso. El atenuador se transcribe a partir de la secuencia de ADN apropiada y sus efectos dependen del ambiente metabólico. En tiempos de necesidad, el atenuador dentro de la secuencia de ARNm será desviado por el ribosoma y se producirá una traducción adecuada. Sin embargo, si no es necesario traducir una molécula de ARNm pero el proceso se inició simultáneamente, el atenuador evitará una mayor transcripción y provocará una terminación prematura. Por lo tanto, los atenuadores pueden funcionar tanto en transcripción-atenuación como en traducción-atenuación.

La transcripción-atenuación se caracteriza por la presencia de regiones reguladoras que actúan en 5′-cis que se pliegan en estructuras de ARN alternativas que pueden terminar la transcripción. Estas estructuras de ARN dictan si la transcripción procederá con éxito o se terminará temprano, específicamente, causando la transcripción-atenuación. El resultado es una estructura de ARN mal plegada donde el terminador independiente de Rho interrumpe la transcripción y produce un producto de ARN no funcional. Esto caracteriza los mecanismos de transcripción-atenuación. La otra estructura de ARN producida será un antiterminador que permita proceder a la transcripción.

La traducción-atenuación se caracteriza por el secuestro de la secuencia Shine-Dalgarno, que es una secuencia bacteriana específica que indica el sitio de unión ribosómica para permitir que se produzca una traducción adecuada. Sin embargo, en la traducción-atenuación, el mecanismo de atenuación da como resultado que la secuencia Shine-Dalgarno se forme como una estructura de horquilla-bucle. La formación de esta estructura de horquilla-bucle resulta en la incapacidad de los complejos ribosómicos para formar y proceder con la traducción adecuada. Por lo tanto, este proceso específico se conoce como traducción-atenuación.

Puntos Clave

• Los atenuadores se caracterizan por la presencia de señales de parada dentro de la secuencia de ADN que pueden resultar en atenuación transcripcional o atenuación traduccional.
• La atenuación transcripcional se caracteriza por la presencia de un atenuador dentro de la secuencia de ADN que da como resultado la formación de bucles de tallo de ARNm que evitan que se produzca una transcripción adicional. El ARN no funcional producido impide la transcripción adecuada.
• La atenuación traduccional se caracteriza por el plegamiento erróneo de la secuencia Shine-Dalgarno. La secuencia Shine-Dalgarno, responsable de la unión ribosómica para permitir una traducción adecuada, es inaccesible porque está plegada en una estructura de horquilla-bucle, por lo que no se puede producir la traducción.

Términos Clave

• operones: Unidad de material genético que funciona de manera coordinada y se transcribe como una sola unidad.