A diferencia de los procariotas, los eucariotas deben procesar su ARNm antes de que puedan traducirse en proteínas. El transcrito de ARNm primario se realiza primero mediante la transcripción del ADN por la RNA pol II. La transcripción contiene tanto intrones como extrones, por lo que se llama ARN heterogéneo (ARNh). El extremo 5 ‘del ARNh está cubierto y la cola poliA se une al extremo 3’. Luego sigue el condimentado del ARN para eliminar los intrones. Este último paso produce el ARN maduro, llamado ARN mensajero (ARNm).
Cobertura de ARNm en el extremo 5 ‘
Tan pronto como el hRNA emerge de la RNA pol II (después de solo 20-30 nucleótidos), se agrega la tapa al extremo 5′ del RNA. Esta tapa es un nucleótido de 7-metilguanina unido a través de un enlace trifosfato 5′-5′. Añadiendo un capuchón de 5′ se consiguen los siguientes objetivos:
- Elongación y terminación eficientes de la transcripción
- Facilita el procesamiento de ARNm
- Actúa como un sitio de unión para proteínas que exportan ARNm desde el núcleo al citoplasma.
- Dirige el inicio de la síntesis de proteínas a partir del ARNm.
- Protege el ARNm de la degradación por las nucleasas 5′ a 3′
El extremo 3′ del ARNh se adenila con la adición de aproximadamente 200 nucleótidos de adenosina, formando lo que se denomina un cola poliA. El proceso comienza con una escisión inicial del ARNm en un punto después de un par de nucleótidos CA que se encuentra entre una secuencia AAUAAA conservada y una región rica en U o GU aguas abajo. La cola poliA se agrega una vez que se completa la escisión. Algunos ARNh tienen más de un sitio de poliadenilación. Dependiendo del sitio de poliadenilación seleccionado, el ARNh será más largo o más corto. Un ARNh más corto significará menos sitios disponibles para las proteínas que regulan la estabilidad y la traducción del ARNm.
Los beneficios de la poliadenilación incluyen:
- Terminación eficiente de la transcripción
- Habilitación de la exportación de ARNm al citoplasma
Empalme de ARN
Los intrones deben eliminarse del hRNA para producir un mRNA maduro listo para ser traducido. Los intrones pueden ser escindidos por proteinaspor ribonucleoproteínas (RNP), o puede extirparse a sí mismos. Después de ser extirpados, los intrones generalmente se degradan. El empalme del ARN generalmente ocurre por reacciones de transesterificación. Esta es una reacción de 2 pasos donde el extremo 5 ‘del intrón se separa del exón 1, exponiendo un grupo OH que está libre para reaccionar con el otro extremo del intrón. En el proceso, se escinde el intrón y se unen los exones 1 y 2.
Intrones auto empalmados del grupo I
Los intrones del grupo I son una clase de intrones que funcionan como ribozimas. Esto les permite catalizar su propia escisión. El primer paso de la transesterificación implica que el extremo 3′ de una guanosina exógena libre ataque el extremo 5′ del intrón. En el segundo paso, el extremo terminal del exón 1 ataca la unión intrón-exón 2, uniendo los dos exones.
Intrones de auto empalme del grupo II
Los intrones del grupo II son de mayor tamaño que los intrones del grupo I y llevan a cabo una secuencia diferente de reacciones de transesterificación. Primero, el 2′ OH de una adenosina (A) en el intrón ataca la unión exón 1-intrón donde se ubican los nucleótidos GU. Luego, el exón 1 ataca el límite entre el intrón y el exón 2 para unir el exón 1 y el 2. El resultado lazo formada entre A y U se elimina en el proceso.
Empalme de ARN por el Spliceosoma
La mayoría de los intrones no se autoempalman. Estos requieren una máquina de ribonucleoproteína llamada empalmadosoma. Esta maquinaria consta de varios Ribonucleoproteínas nucleares pequeñas (snRNP) (ARN + proteína), llamado “snurps”. El mecanismo de empalme es similar al de los intrones del grupo II. Sin embargo, antes de que pueda ocurrir el empalme, el spliceosoma debe identificar los sitios de empalme, es decir, el sitio de empalme 5′Donde hay GUla sitio de empalme 3′Donde hay AGy el un punto de bifurcación. Los principales snRNP que constituyen el spliceosoma son U1, U2, U4, U5 y U6. Estos son los pasos en el proceso de empalme usando spliceosomas.
- Pares de bases U1 con GU en el sitio de empalme 5 ‘
- U2 pares de bases con la A en el sitio de la ramificación
- Los snRNP restantes (U4, U54 y U6) se unen a U1 y U2 para ensamblar el spliceosoma. En este paso, el spliceosoma acerca los dos extremos del exón.
- U1 y U4 son expulsados
- U6 pares de bases con el sitio 5′ y U2
- El extremo 5 ‘del intrón se escinde y luego se une al punto de ramificación A
- El extremo 3′ se escinde y los exones se unen
- El intrón sale como un lazo y luego es degradado por las enzimas.
Un solo gen puede producir varios productos proteicos diferentes dependiendo de dónde se realice el corte y empalme a lo largo del ARNh. Puede ver esto en la siguiente ilustración en la que las letras son los exones y los números son los intrones.
El empalme alternativo puede depender de factores tales como el tipo de célula, la etapa de desarrollo del organismo y el entorno celular.
Referencia: Biología Molecular – Principios de la Función del Genoma (Tercera Edición) por Nancy Craig; Raquel Verde; villancico Greider; Gisela Storz; Cynthia Wolberger. Publicado por Oxford.
Courtney Simons
Administrador
Courtney Simons es profesora de ciencias de la alimentación. Tiene una licenciatura en ciencias de los alimentos y un doctorado. en ciencias de los cereales de la Universidad Estatal de Dakota del Norte.