domingo, 13 de mayo de 2012

6.2.2 MODIFICACIONES POSTRANSCRIPCIONALES DEL RNA MENSAJERO

Los procesos de maduración son los que llevan a los transcritos primarios a convertirse en transcritos maduras. Mostrados sobre un mRNA, son:

 Todos estos procesos ocurren mientras el RNA se está transcribiendo, demostrándose en algunos casos la interdependencia entre transcripción y maduración.

Estas modificaciones son:


* Adición de la Caperuza

* Poliadenilación

* Ayuste de Intrones nucleares

* Riboedición (Correcion del mRNA)

ADICION DE LA CAPERUZA

Adición de una caperuza o protección por el extremo 5'P del ARN-hn que entre otras cosas lo protege de su degradación por dicho extremo. Esta caperuza ("capping" o abreviadamente tapón o "cap") consiste en la adición de un residuo de 7-metilguanosina mediante el establecimiento de un enlace trifosfato. Existen tres tipos de caperuzas, cap0 solamente está metilada la primera base (la guanina), cap1 está metilada también la segunda base (es el tipo más frecuente de caperuza) y cap2 en el que también está metilada la tercera base. Otra posible función de la caperuza del extremo 5'P es la suministrar una estructura que sea reconocible por el ribosoma para iniciar la traducción.
FUNCIONES DE LA CAPERUZA

  Ayudar al desalojo del promotor en el comienzo de la elongación, o sea, a la eliminación de los factores de iniciación que no se necesitan en la elongación. O lo que es lo mismo: intervenir en el paso de iniciación a elongación

  Ayudar a procesar el primer intrón del transcrito.

Marcar el hnRNA como sustrato de otras reacciones de procesamiento en el núcleo.

Proteger la molécula frente a la acción de exonucleasas inespecíficas.

Ayudar a los ribosomas a reconocer el mRNA para iniciar la traducción; se ha visto que la caperuza es reconocida por uno de los factores de traducción, aunque no es una etapa imprescindible.

Poliadenilación

Es la adición de la secuencia llamada POLY-A al extremo 3'. La secuencia POLY-A está formada por varias moléculas de adenina, estando situada a unos 20-30 bp hacia la cola (secuencia AAPAA) o señal de poliadenilación, que protege al extremo del ARN-m. La poliadenilación ayuda a aumentar el período del mensaje, de modo que la transcripción dure más tiempo en la célula y por lo tanto se traduzca más y se produzca más proteína.

Aunque la poliadenilación del mRNA se descubrió en 1970, su función todavía no está clara:

  • parece intervenir en el transporte del mRNA al citoplasma;
  • parece determinar la duración de la semivida del mRNA;
  • interviene en la correcta o eficiente traducción del mRNA;
  • parece ser la señal que indica los hnRNA que van a madurar y los que no;
  • parece ser esencial para el ayuste del último intrón.

La presencia de esta cola es muy útil experimentalmente ya que permite la purificación de los mRNA celulares empleando técnicas de afinidad con soportes sólidos unidos a un oligo(dT).

AYUSTE DE LOS INTRONES NUCLEARES

El ayuste es un proceso que puede ocurrir mientras se está transcribiendo el gen o, más habitualmente, una vez que el gen completo está transcrito. La eliminación de un intrón de grupo III (y también de los de grupo II) está determinada por su secuencia o estructura, pero no por su tamaño. Para definir un intrón se necesitan dos secuencias específicas en la unión intrón-exón, que se denominan sitio 5’ o donador y sitio 3’ o aceptor, así como una secuencia interna, denominada sitio de ramificación o CURAY, situada a 18-40 nt del sitio 3’. En conjunto, se llaman sitios o centros de ayuste. 


En los sitios 5’ y 3’ sólo dos nucleótidos son esenciales mientras que en el de ramificación solamente uno (marcados en mayor tamaño en la figura) por lo que los intrones comenzarán por GU y terminarán por AG. El resto de los nucleótidos pueden variar ligeramente sobre la secuencia consenso expuesta.

La gran mayoría de los intrones responde a esta regla GU-AG, pero las plantas y las levaduras presentan consensos ligeramente distintos que se denominan regla AU-AC. La mutación de los nucleótidos esenciales del consenso provoca ayustes erróneos ya que la maquinaria se busca sitios «crípticos» de ayuste diferentes a los naturales, con el consiguiente efecto fatídico sobre el transcrito.
 
FORMACION DEL AYUSTONA
El ayuste está mediado por una asociación macromolecular denominada ayustosoma (spliceosome) cuya composición no es específica de tejido u órgano, sino que es constante en todos los tipos celulares. Forman parte del ayustosoma, además del pre-mRNA asociado a proteínas (pre-mRNP), las ribonucleoproteínas nucleares pequeñas (snRNP o snurps) denominadas U1 a U6 (excepto U3). Cada una de estas snRNP contiene un RNA nuclear pequeño (snRNA) con el mismo nombre y unas 10 proteínas de 9 a 70 kDa que reciben el nombre de familia Sm. Algunas de las proteínas son meramente estructurales, pero otras van a intervenir directamente en la catálisis del ayuste. Las proteínas B, B’, D, D’, E, F, y G de la familia Sm son comunes a todas las snRNPs. La función propuesta para cada snRNP es la siguiente:

  • U1: reconoce y se une al sitio 5’; inicia el esamblaje del ayustosoma
  • U2: se une al sitio de ramificación y lo acerca al sitio 5’; forma parte del centro catalítico
  • U5: se une inicialmente al extremo 3' y luego a ambos extremos del intrón.
  • U4: permite la activación del snRNA U6.
  • U6: interviene en la catálisis y contiene el snRNA más conservado entre los eucariotas

Las snRNP actúan de forma ordenada, formándose un ayustosoma de 3000 kDa por intrón (no por gen). Los intrones se suelen procesar a medida que se transcriben ya que las proteínas reguladoras del ayuste (SR: splicing regulators) están asociadas al dominio CTD de la RNA-polimerasa II, además de que el ayuste es dependiente del estado fosforilado del CTD. Curiosamente, la caperuza ayuda a reconocer el primer intrón y el poli-A ayuda a procesar el último.

Existen dos tipos de ayustosomas:

  • ayustosomas del tipo U2: son los más abundantes, contienen las snRNP vistas anteriormente y catalizan el ayuste de los intrones con la regla GU-AG.
  • ayustosomas del tipo U12: contienen los snRNA U11 y U12 en lugar de U1 y U2 respectivamente; suelen catalizar la liberación de los intrones que siguen la regla AU-AC.

RIBOEDICIÓN: EDICION O CORRECCION DEL mRNA TRANSCRITO

En los mRNA de mitocondrias y cloroplastos de muchos organismos se producen cambios en la información contenida en el mRNA. Estos cambios de modificación o inserción de bases se denominan riboedición.

Los gRNA

La riboedición no se produce al azar sino específicamente gracias a una serie de pequeños RNA llamados RNA guía (gRNA) que están codificados en locus específicos del genoma. Los gRNA son moléculas de 60-80 nt que llevan unos bloques de poli(U) en el extremo 3’ y en su extremo 5’ la secuencia que ha de aparearse con el RNA a editar. Al hibridarse con el mRNA, determinan el sitio exacto donde se va a editar el mRNA. Donde el gRNA se ha apareado al mRNA se une la maquinaria necesaria (editosoma) que permite modificar la secuencia. Cuando hay que añadir varias U a la secuencia, estas provienen del propio gRNA, de sus oligo(U).

Modificación de bases

Se varía la composición de bases, no su número. Lo más frecuente es el cambio C por U mediante la acción de una enzima denominada citidina-desaminasa. Otra modificación menos frecuente es la de A por G causada por la adenosina-desaminasa. Si en el DNA no hubiera T en lugar de U, las desaminaciones de la C no se detectarían como errores y se acumularían mutaciones. Estas desaminasas reconocen unos 26 nt alrededor del sitio a editar, que tienen que estar en forma de RNA bicatenario.

En los mamíferos se ha visto que la apolipoproteína B produce una proteína de 521 kDa en el hígado, pero una forma truncada de 250 kDa en el intestino. El transcrito en ambos órganos es de igual longitud, pero el transcrito del intestino cambia una C por una U en la posición 2153 de manera que el codón CAA ahora es UAA, por lo que la traducción termina prematuramente.
Inserción o deleción de bases

Esta riboedición provoca cambios más drásticos, como:
  • Introducción en el mRNA de cox2 de 4 U en un punto que hace cambiar la pauta de lectura
  • Más de la mitad de los las bases del mRNA de cox3 son U que no estaban codificadas en el genoma

Las U que se incluyen no entran en grupos sino de una en una, aunque vayan seguidas en la secuencia.

BIBLIOGRAFIA


2 comentarios:

  1. Bueno, aunque es un tema complejo por las reacciones que se dan en el proceso, esta bien explicado y en forma sencilla.Puede aportar mucho para los estudiantes interesados en el tema.

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  2. Bueno, aunque es un tema complejo por las reacciones que se dan en el proceso, esta bien explicado y en forma sencilla.Puede aportar mucho para los estudiantes interesados en el tema.

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