¿Cuáles son algunas características únicas del ARN ribosómico?

El ARN ribosómico (ARNr) fue identificado en la década de 1930 por Albert Claude (PREPARACIÓN DE UN AGENTE ACTIVO A PARTIR DE EXTRACTOS DE TUMOR INACTIVO) al intentar identificar la facción que causa el tumor en los pollos. George Emil Palade en la década de 1950 caracterizó este componente como parte del ribosoma (un pequeño componente particulado del … [J Biophys Biochem Cytol. 1955]).

¿Qué es el ARNr?
Los ribosomas son máquinas fascinantes que ayudan en la traducción de proteínas del ARN mensajero. Un gran componente de los ribosomas es el ARNr (casi dos tercios). Son moléculas hermosas:

Figura 1: estructura de 5S rRNA de: Hoja de datos: Ribosomal RNA (rRNA), los detalles

¿Cuáles son algunas características únicas de rRNA?

  • Estructura: la estructura 3D del ribosoma proviene en gran medida de los rRNA. Aunque los ribosomas tienen proteínas, el ARNr es un componente estructural principal del ribosoma. De hecho, las proteínas ribosómicas se encuentran en la superficie y ayudan a estabilizar la estructura.

Figura 2: estructura de la unidad ribosómica grande, ARNr en gris y proteínas en amarillo. Imagen de: La estructura atómica completa del gran ribosoma … [Science. 2000]

  • Actividad catalítica : el ARNr (ribozima) juega un papel importante en la unión de aminoácidos durante la síntesis de proteínas. Este descubrimiento condujo a la hipótesis del mundo del ARN, es decir, las primeras moléculas en evolución fueron ARN, que sirvió como material genético (genotipo) y poseía actividades catalíticas (fenotipo), el ARN evolucionó hacia el ADN más estable, mientras que todavía poseía cierta actividad catalítica. [Polimerización de ARN catalizada por ARN: precisa y genérica … [Ciencia. 2001]]
  • Esta función de síntesis de proteínas es uno de los procesos bioquímicos más conservados. (Resistencia inusual de la peptidil transferasa a protei … [Science. 1992])
  • Diferentes rRNA en procariotas y eucariotas : los procariotas tienen tres tipos diferentes de rRNA y eucariotas, cuatro:
  • Figura 3: Tipos de ARNr a partir de ARN ribosómico
  • Ubicación : las mitocondrias y los cloroplastos tienen ARNr que son muy similares a los procariotas, lo que respalda la teoría endosimbiótica (los orgánulos se originaron como resultado de la simbiosis entre organismos unicelulares).
  • El ARNr representa el 60% del ARN celular total y el ADNr existe en grandes números de copias. Sin embargo, aproximadamente la mitad de estos no se transcriben en levadura y varios miles en otros. Estas no transcritas Se requieren copias de ADNr para la transcripción eficiente de ADNr y para disminuir los errores en la replicación / recombinación (la abundancia de copias de genes de ARN ribosómico mantiene la integridad del genoma …)
  • El ARNr está presente en todas las especies existentes y, por lo tanto, se ha utilizado para estudiar la evolución de las especies y la historia de la vida (Una visión molecular de la diversidad microbiana y la biografía … [Science. 1997])
  • Conservada entre especies : la función y la estructura 3D del ARNr se conservan entre especies (la estructura está más conservada que la secuencia).
  • Sin embargo, las secuencias entre especies difieren debido a mutaciones. :

Figura 4: rRNA, similar en estructura, difiere en secuencia, de: Hoja de datos: rRNA en Estudios Evolutivos y Muestreo Ambiental

  • El gen de ARNr o la secuencia de ADNr a menudo se usa para estudios filogenéticos, para determinar tasas de divergencia o relaciones evolutivas entre especies. [Evidencia de secuencias de ARN ribosómico 18S que lampr … [Science. 1992]]
  • El estudio evolutivo de ARNr condujo al sistema de tres dominios de Carl Woese:

Figura 5: Distinción en procariotas en dos grupos, del sistema de tres dominios

Otra característica interesante del rRNA es que el pre-rRNA (es decir, simplemente transcrito del gen) debe ser procesado extensivamente por pequeños ARN nucleolares (snoRNA) antes de convertirse en rRNA maduro. Además del corte y la escisión, estos snoRNA también metilan 2′-OH o convierten las uridinas en pseudouridinas en lugares muy específicos.