12.2: Modificaciones en los extremos 5' y 3' del ARNm
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Como se discutió anteriormente, los ARNm eucariotas están tapados en su extremo 5' y poliadenilados en su extremo 3'. Se han desarrollado ensayos in vitro para estas reacciones y se han identificado varias de las actividades enzimáticas. Estos serán revisados en esta sección. La poliadenilación no se limita a eucariotas. Varios ARNm en E. coli también están poliadenilados. Se trata de un área de estudio bastante nueva.
Modificación en el extremo 5': Estructura de la tapa
El “cap” es un 5'‑GMP metilado que se une a través de su fosfato 5' al b‑fosforilo del nucleótido de inicio (generalmente A); ver Figura 3.3.6. El tapado ocurre poco después de que la transcripción haya comenzado. Ocurre en una serie de etapas enzimáticas (Figura 3.3.7):
- Eliminar el g‑fosforilo del nucleótido de inicio (ARN trifosfatasa)
- Vincular una GMP con el b‑fosforilo del nucleótido de inicio (ARNm guaniltransferasa). El GMP se deriva de GTP, y está unido por su fosfato 5' al difosfato 5' del nucleótido de inicio. Se libera pirofosfato.
- El N‑7 de la tapa GMP es metilado (metiltransferasa), el donante es S‑adenosilo metionina.
- Las metilaciones posteriores ocurren en el 2' OH de los dos primeros nucleótidos del ARNm.
El tapado se ha implicado en tener un papel en la eficiencia de la traducción y en la estabilidad del ARNm.
Se requieren varias proteínas para la escisión y poliadenilación en el extremo 3':
- La CPSF es un factor de especificidad tetramérica; reconoce y se une a la señal de poliadenilación de AAUAAA.
- CFI y CFII son factores de escisión.
- La PAP es la poliA polimerasa.
- CFI, CFII y PAP forman un complejo que se une al ARN naciente en el sitio de escisión, dirigido por el factor de especificidad de CPSF.
- CstF es una proteína adicional implicada en este proceso in vitro, pero actualmente se desconoce su función precisa.
