Aspectos clave:
– Cuando la transcripción de ARN se ejecuta vez primera vez dentro de una célula eucariota, se toma en cuenta un pre-ARNm y debe procesarse a un ARN mensajero (ARNm) .
– Se adiciona una tapa de 5 ‘ al inicio de la transcripción de ARN y una cola de poli-A en la región de 3’ que esta al final.
– En el “splicing” o empalme, algunas regiones de la transcripción de ARN (regiones no codificantes o intrones) se eliminan y las partes restantes (regiones codificantes o exones) se vuelven a unificar.
– Algunos genes pueden empalmarse alternativamente, lo que conlleva a la producción de diferentes moléculas de ARNm ya maduras a partir del mismo transcrito primario o inicial.
COMENCEMOS 💪!!
Imagínate esta situación: estás dirigiendo una fábrica de libros y acabas de mandar a imprimir todas las páginas de ese libro favorito. Ahora que dispones de las páginas, ¿está listo el libro?. Veamos: los libros a menudo tienen una portada y contraportada. Así que probablemente quieras ponerlos. Tambien preguntate, ¿se crearon páginas en blanco o paginas desordenadas numéricamente durante la impresión? Estoy seguro que deberías revisarlos, y eliminarlos antes de vender tus libros, o a lo peor podrías terminar con algunos clientes insatisfechos.
La situación de la te te acabamos de plantear, son muy similares a lo que pasa con las transcripciones de ARN en las células de tu cuerpo. En los seres humanos y otros eucariotas, una transcripción de ARN recién hecha es decir (recién salida de las “prensas” de la ARN polimerasa) no está del todo acabado para funcionar. Por eso debidamente, se llama pre-ARNm y tiene que pasar por algunos pasos mas, de procesamiento para que finalmente se convierta en un ARN mensajero maduro (ARNm) que posteriormente pueda traducirse en una proteína. Éstas incluyen:
– Adición de moléculas de capuchon y cola a los dos extremos de la transcripción. Estos juegan un papel fundamental de proteccion, es como la portada (capuchon) y la contraportada (cola) de un libro.
– Eliminación de regiones de secuencias “basura” denominadas intrones (lo veremos en una futura publicacion). Los intrones son como esas páginas en blanco o desordenadas que se originan durante la impresión de un libro, que posteriomente durante una revision, deben eliminarse para que el libro sea por fin legible.
En esta publicación, analizaremos más sobre las modificaciones de la (tapa, capuchón casquete), y la cola que reciben las transcripciones de ARN eucariótico, para ver cómo se realizan y por qué son importantes para asegurarnos de obtener la proteína correcta de nuestro ARN.
Que es el procesamiento de pre-ARNm en eucariotas?
Es cuando a inicialmente el ARN mensajero ha de sufrir modificaciones antes de ejercer su función (procesamiento o maduración del ARN). Entre esas modificaciones se encuentran la eliminación de fragmentos (splicing o empalme), la adición y modificación de ciertas bases nitrogenadas tanto al inicio y al final de ese ARN mensajero conocido como adiciona una tapa de 5 ‘ al inicio de la transcripción de ARN y una cola de poli-A en la región de 3’ que esta al final. Concretamente, el procesamiento del ARN en eucariotas comprende diferentes fases:
Agregado del “cap”
La 7-metilguanosina, que se añade al extremo 5′ de la cadena del ARNm transcrito primario (ubicado aún en el núcleo celular). Esta caperuza es necesaria para el proceso normal de traducción del ARN y para mantener su estabilidad; esto es crítico para el reconocimiento y el acceso apropiado del ribosoma.
Poliadenilación:
Es la adición al extremo 3′ de una cola poli-A, una secuencia larga de poliadenilato, es decir, un tramo de RNA cuyas bases son todas adenina. Su adición está mediada por una secuencia o señal de poliadenilación (AAUAAA), situada unos 20-30 nucleótidos antes del extremo 3′ original. Esta cola protege al ARNm frente a la degradación, aumentando su vida media en el citosol, de modo que se puede sintetizar mayor cantidad de proteína.
“Splicing”
En la mayoría de los casos, el ARN mensajero sufre la eliminación de secuencias internas, no codificantes, llamadas intrones. Esto no ocurre en células procariontes, ya que estas no poseen intrones en su DNA. El proceso de retirada de los intrones y conexión o empalme de los exones se llama ayuste, o corte y empalme (en inglés, splicing). A veces un mismo transcrito primario o pre-ARNm se puede ayustar de diversas maneras, permitiendo que con un solo gen se obtengan varias proteínas diferentes; a este fenómeno se le llama ayuste alternativo. Ciertas enzimas parecen estar involucrados en editar el RNA antes de su exportación fuera del núcleo, intercambiando o eliminando nucleótidos erróneos.
Transportación:
El ARN mensajero maduro es trasladado al citoplasma de la célula, en el caso de los seres eucariontes, a través de poros de la membrana nuclear.
Al ARN mensajero en el citoplasma se acoplan los ribosomas, que son la maquinaria encargada de la síntesis proteica. En procariontes, la unión de los ribosomas ocurre mientras la cadena de ARNm esta siendo sintetizada.
Preguntas frecuentes sobre la modificación del pre ARN mensajero:
¿Cuál es el papel del 5 cap en la traducción?
La tapa 5 ‘protege al ARNm naciente de la degradación y ayuda en la unión al ribosoma durante la traducción. Se agrega una cola poli (A) al extremo 3 ‘del pre-ARNm una vez que se completa el alargamiento.
¿Qué es un 5 cap en biología molecular?
En biología molecular, la tapa de cinco prima (tapa 5 ‘) es un nucleótido especialmente alterado en el extremo 5’ de algunas transcripciones primarias, como el ARN mensajero precursor. El ARNm mitocondrial y el ARNm cloroplástico no están protegidos.
¿A qué se refiere el enlace 5 5 en la tapa del ARNm?
La tapa se forma a través de un enlace 5′-5′ entre los dos sustratos, de modo que la molécula de GTP se orienta en la dirección opuesta a los otros nucleótidos en la cadena de transcripción de ARN. Una vez colocada, la tapa juega un papel en el reconocimiento ribosomal del ARN mensajero durante la traducción a una proteína.
¿Que pasaria si un investigador retira la tapa 5′ y la cola poli-A de un ARNm e inserta la molécula de ARNm en una célula eucariota?
La molécula será degradada por las enzimas.
¿Cómo se forman las colas de poli A?
La poliadenilato polimerasa construye la cola de poli(A) agregando unidades de monofosfato de adenosina del trifosfato de adenosina al ARN, separando el pirofosfato. Otra proteína, PAB2, se une a la nueva cola poli(A) corta y aumenta la afinidad de la poliadenilato polimerasa por el ARN.
En este BioCast que te preparamos, te explico sobre cuales son los elementos que aparecen en la maduración del ARN mensajero antes del proceso de splicing.
Resumen minuto a minuto lo que aprenderás en este video:
00:00 Intro
01:01 Casquete 5″ y cola poli A
01:09 Que es el capping?
01:38 La adición de la 7 metil guanosina
02:02 Colas de poli A
02:31 Función de la cola poli A
Como siempre acepto comentarios y sugerencias.
Edwin W. editor en DiMedinet y Bits de Ciencia.
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