¿Cómo funciona la edición de ARN?

Después de que el ARN se transcribe del ADN, el ARN mensajero precursor (ARNm) sufre modificaciones postranscripcionales para convertirse en ARNm maduro. Esto no sucede tanto en las células procariotas, ya que la transcripción y la traducción son simultáneas.

Las modificaciones postranscripcionales en el ARNm para eucariotas son las siguientes:

  • Se agrega un CAP al extremo 5 ‘. Básicamente es agregar un nucleótido de guanina usando un enlace 5’-5 ‘. Esto agrega estabilidad a la molécula.
  • en el extremo 3 ‘del ARNm, se agrega una cola poli-A. (Básicamente, una secuencia de (AAAAAAA …) Esto también estabiliza la molécula, ya que la cola se acorta con el tiempo.
  • El ARN puede sufrir empalmes. Creo que esto es lo que quieres saber, ya que es lo más cercano a “editar” la secuencia . En el gen, hay “exones”, que son partes de la secuencia que se mantendrán después de empalmar y traducir, e “intrones”, que se cortan en el empalme (la mayoría de las veces). La secuencia es siempre:

EXON – INTRON – EXON – INTRON – EXON …

Esta imagen muestra cómo funciona más comúnmente:

¿Cómo se editan los intrones?

Hay tres mecanismos en los que el ARNm puede sufrir empalmes. Dos son de auto-empalme y uno necesita empalmesomas, que son complejos de proteínas.

Auto empalme:

Depende del empalme:

Algunos ARNm pueden sufrir un empalme alternativo, lo que significa que la secuencia final editada será diferente del canon resultante de la eliminación de todos los intrones de la secuencia. Aquí se muestran algunos casos informados de empalmes alternativos:

Esperemos que esto responda tu pregunta. Puede buscar mecanismos bioquímicos más detallados para todas estas modificaciones.

La edición de ARN puede definirse como el cambio en la secuencia del ARNm (especialmente el marco de lectura abierta) mediante modificación tal como la adición, eliminación o alguna otra modificación de la secuencia de nucleótidos. Una vez que el ARNm se transcribe desde el ADN, se somete a una serie de cambios. Estos son los cambios post-transcripcionales y observados en eucariotas. El empalme de ARNm, la limitación de ARNm 5 ‘, la edición de ARNm y la unión de ARNm 3’ son los principales cambios postranscripcionales.

La proteína producida en la traducción es diferente de la predicha a partir de la secuencia del gen. Esto se debe a que la secuencia del ARNm cambia a través de los mecanismos específicos que se analizan a continuación y, por lo tanto, la secuencia de la proteína también cambia.

Hay dos mecanismos para la edición de ARN. Uno es la desaminación específica del sitio de la adenina o citosina, y el otro es la inserción o eliminación de uridina dirigida por ARN guía.

Desaminación específica del sitio:

Todos sabemos que la desaminación de la citosina produce uracilo y la desaminación de la metilcitosina produciría timidina. En caso de edición de ARN, la citosina presente en la secuencia se desamina para producir uracilo. El cambio de citosina a uracilo cambiará el marco de lectura abierto y se formará una proteína diferente.

Este tipo de edición es específica del tejido y ocurre en celdas específicas.

Por ejemplo, el gen de la apolipoproteína B que codifica la apolipoproteína B. Es producido por las células hepáticas e intestinales. Ciertas proteínas se dirigen al codón CAA dentro del ARNm, y la citosina de ese codón se desamina para producir uracilo. Este tipo de edición se observa solo en las células intestinales y no en otras células (células hepáticas). El CAA codifica la glutamina, pero después de la desaminación del uracilo, se convierte en UAA, que es un codón de parada.

Por lo tanto, en las células intestinales, la proteína formada se truncará debido a que el codón de parada tiene unos 2100 aminoácidos. En la contraparte, las células del hígado producen proteínas enteras con casi 4500 aminoácidos.

Imagen [1]

Las funciones de ambas variantes de la proteína son diferentes. Toda la proteína en el hígado permite el transporte de colesterol y triglicéridos sintetizados endógenamente. Mientras que la apolipoproteína B truncada intestinal ayuda en el transporte de los lípidos de la dieta a varios tejidos.

La desaminación de la citosina de los genes también está involucrada en la producción de neurotransmisores y la regulación de su actividad. ADAR (adenosina desaminasa que actúa sobre ARNm) produce inosina. La presencia de inosina en el ARNm afectaría la estructura del canal iónico. Alteraría la permeabilidad al Ca2 + del canal.

La guía de edición mediada por ARN

Conduce a la inserción y eliminación de uridinas. La guía de ARN tiene casi 40 a 80 nucleótidos.

Consiste en un extremo 5 ‘que actúa como un ancla, la secuencia del medio y el estiramiento en U poli 3’.

Imagen [2]

El ancla 5 ‘dirige el ARNg a la región del ARNm que se supone que debe editarse. La región media determina la posición exacta donde se supone que se insertan los nucleótidos U.

Imagen [3]

Por lo tanto, el ARN guía ayudaría en la adición de nucleótidos entre la secuencia de ARNm.


Referencias y lecturas adicionales:

  1. Gerber, AP y Keller, W., 2001. Edición de ARN por desaminación de bases: más enzimas, más objetivos, nuevos misterios. Tendencias en ciencias bioquímicas , 26 (6), pp.376-384.
  2. Navaratnam, NAVEENAN, Morrison, JR, Bhattacharya, SHOUMO, Patel, D., Funahashi, T., Giannoni, F., Teng, BB, Davidson, NO y Scott, J., 1993. La subunidad catalítica p27 de la apolipoproteína B La enzima de edición de ARNm es una citidina desaminasa. Revista de Química Biológica , 268 (28), pp.20709-20712.
  3. Navaratnam, N., Bhattacharya, S., Fujino, T., Patel, D., Jarmuz, AL y Scott, J., 1995. Orígenes evolutivos de la edición de ARNm de apoB: catálisis por una citidina desaminasa que ha adquirido un nuevo ARN- motivo de unión en su sitio activo. Cell , 81 (2), págs. 187-195.
  4. Teng, B., Burant, CF y Davidson, NO, 1993. Clonación molecular de una proteína de edición de ARN mensajero de apolipoproteína B. Science , 260 (5115), págs. 1816-1820.
  5. Byrne, EM, Connell, GJ y Simpson, L., 1996. Guía de inserción de uridina dirigida por ARN edición de ARN in vitro. The EMBO Journal , 15 (23), p.6758.
  6. Sommer, B., Köhler, M., Sprengel, R. y Seeburg, PH, 1991. La edición de ARN en el cerebro controla un determinante del flujo de iones en los canales activados por glutamato. Cell , 67 (1), pp.11-19.
  7. Kable, ML, Seiwert, SD, Heidmann, S. y Stuart, K., 1996. Edición de ARN: un mecanismo para la inserción de uridilato especificado por gRNA en el ARNm precursor. CIENCIA-NUEVA YORK LUEGO WASHINGTON- , pp.1189-1195.
  8. Watson, JD y Watson, JD, 2008. Biología molecular del gen (No. Sirsi) i9780805395921).

Notas al pie

[1] Imagen en biology-pages.info

[2] Imagen en ucla.edu

[3] Imagen en biology-pages.info

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