15.4: Procesamiento de ARN eucariota
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El transcrito de ARNm está recubierto de proteínas estabilizadoras de ARN para evitar que se degrada mientras se procesa y exporta fuera del núcleo. Los tres pasos más importantes del procesamiento del pre-ARNm son la adición de factores estabilizantes y de señalización en los extremos 5' y 3' de la molécula, y la eliminación de secuencias intervinientes que no especifican los aminoácidos apropiados. En raras ocasiones, la transcripción del ARNm puede ser “editada” después de ser transcrita.
Tapado de 5′
Mientras el pre-ARNm aún se está sintetizando, se agrega una tapa de 7-metilguanosina al extremo 5' del transcrito en crecimiento mediante un enlace fosfato. Esta tapa 5′ protege el ARNm naciente de la degradación. Además, los factores involucrados en la síntesis de proteínas reconocen la tapa para ayudar a iniciar la traducción por los ribosomas. Estructuralmente, la 7-metilguanosina parece un nucleótido guanina, pero con un grupo metilo agregado (Figura\(\PageIndex{1}\)).
Cola Poly-A de 3′
Una vez que se completa la elongación, el pre-ARNm se escinde mediante una endonucleasa entre una secuencia consenso de AAUAAA y una secuencia rica en Gu, dejando la secuencia de AAUAAA en el pre-ARNm. Una enzima llamada polimerasa poli-A luego agrega una cadena de aproximadamente 200 nucleótidos de adenina, llamada cola poli-A. Esta modificación protege además al pre-ARNm de la degradación y señala la exportación de los factores celulares que el transcrito necesita al citoplasma.
Empalme pre-mRNA
Los genes eucariotas están compuestos por exones, los cuales corresponden a secuencias codificadoras de proteínas (ex- on significa que están expresionadas), e int secuencias ervening llamadas intrones (int- ron denota su papel int ervening), que pueden estar involucrados en la regulación génica pero se eliminan del pre-ARNm durante el procesamiento (Figura\(\PageIndex{2}\)). Las secuencias de intrones en ARNm no codifican proteínas funcionales.
El descubrimiento de intrones fue una sorpresa para los investigadores en la década de 1970 que esperaban que los pre-ARNm especificaran secuencias de proteínas sin procesamiento adicional, como habían observado en procariotas. Los genes de los eucariotas superiores contienen muy a menudo uno o más intrones. Estas regiones pueden corresponder a secuencias reguladoras; sin embargo, la importancia biológica de tener muchos intrones o tener intrones muy largos en un gen no está clara. Es posible que los intrones ralenticen la expresión génica porque lleva más tiempo transcribir pre-ARNm con muchos intrones. Alternativamente, los intrones pueden ser restos de secuencia no funcionales sobrantes de la fusión de genes antiguos a lo largo de la evolución. Esto está respaldado por el hecho de que los exones separados a menudo codifican subunidades o dominios de proteínas separadas. En su mayor parte, las secuencias de intrones pueden mutarse sin afectar en última instancia al producto proteico.
Todos los intrones de un pre-ARNm deben eliminarse completa y precisamente antes de la síntesis de proteínas. Si el proceso falla incluso por un solo nucleótido, el marco de lectura de los exones reunidos se desplazaría y la proteína resultante sería disfuncional. El proceso de eliminación de intrones y reconexión de exones se llama empalme (Figura\(\PageIndex{2}\) y\(\PageIndex{3}\)). Los intrones se eliminan y degradan mientras el pre-ARNm aún se encuentra en el núcleo. El empalme se produce mediante un mecanismo específico de secuencia que asegura que los intrones se eliminen y los exones se vuelvan a unir con la precisión y precisión de un solo nucleótido. El corte y empalme de pre-ARNm se realiza mediante complejos de proteínas y moléculas de ARN llamados spliceosomas (Figura\(\PageIndex{3}\)).
Tenga en cuenta que pueden estar presentes más de 70 intrones individuales, y cada uno tiene que someterse al proceso de corte y empalme, además de la terminación 5' y la adición de una cola poli-A, solo para generar una única molécula de ARNm traducible.
Referencias
A menos que se indique lo contrario, las imágenes de esta página están bajo licencia CC-BY 4.0 de OpenStax.
OpenStax, Biología. OpenStax CNX. mayo 27, 2016 http://cnx.org/contents/s8Hh0oOc@9.10:TkuNUJis@3/Transcription