Boundless Biology (Español)

mRNA Processing

Eucariotic pre-mRNA receives a 5′ cap and a 3′ poly (a) tail before introns are removed and the mRNA is considered ready for translation.

el pre-mRNA eucariótico se somete a un extenso procesamiento antes de que esté listo para ser traducido., Los pasos adicionales involucrados en la maduración del ARNm eucariótico crean una molécula con una vida media mucho más larga que un ARNm procariótico. Los ARNm eucarióticos duran varias horas, mientras que el ARNm típico de E. coli no dura más de cinco segundos.

Los pre-ARNm se recubren primero en proteínas estabilizadoras de ARN; estas protegen el pre-ARNm de la degradación mientras se procesa y exporta fuera del núcleo., Los tres pasos más importantes del procesamiento pre-ARNm son la adición de factores estabilizadores y de señalización en los extremos 5′ y 3′ de la molécula, y la eliminación de secuencias intermedias que no especifican los aminoácidos apropiados. En casos raros, la transcripción del ARNm puede ser «editada» después de ser transcrita.

5 ‘Capping

mientras que el pre-mRNA todavía se está sintetizando, una tapa de 7-metilguanosina se agrega al final de 5′ de la transcripción creciente por un enlace de fosfato de 5’a 5′. Esta fracción protege el ARNm naciente de la degradación., Además, los factores de iniciación involucrados en la síntesis de proteínas reconocen la tapa para ayudar a iniciar la traducción por los ribosomas.

5′ cap structure: Capping of the pre-mRNA involves the addition of 7-methylguanosine (m7G) to the 5′ end. El casquillo protege el extremo 5′ de la transcripción Primaria del ARN del ataque por ribonucleases y es reconocido por los factores eucarióticos de la iniciación implicados en ensamblar el ribosoma en el mRNA maduro antes de iniciar la traducción.,

3 ‘ Cola poli-a

mientras que la ARN polimerasa II todavía está transcribiendo aguas abajo del extremo apropiado de un gen, el pre-ARNm es escindido por un complejo proteico que contiene endonucleasa entre una secuencia de consenso AAUAAA y una secuencia rica en GU. Esto libera el pre-ARNm funcional del resto de la transcripción, que todavía está unido a la ARN polimerasa., Una enzima llamada poli (a) polimerasa (PAP) es parte del mismo complejo proteico que escinde el pre-ARNm e inmediatamente agrega una cadena de aproximadamente 200 nucleótidos A, llamada cola poli (a), al extremo 3′ del pre-ARNm recién escindido. La cola de poli (A) protege el ARNm de la degradación, ayuda en la exportación del ARNm Maduro al citoplasma, y está involucrada en la Unión de proteínas involucradas en el inicio de la traducción.

la poli (a) polimerasa añade una cola de poli (a) de 3′ al pre-ARNm.,: El pre-ARNm es escindido del resto de la transcripción creciente antes de que la ARN polimerasa II haya dejado de transcribirse. Esta escisión se realiza por un complejo de proteínas que contiene endonucleasa que se une a una secuencia aauaaa aguas arriba del sitio de escisión y a una secuencia rica en GU aguas abajo del sitio de corte. Inmediatamente después de la escisión, la poli (a) polimerasa (PAP), que también forma parte del complejo proteico, cataliza la adición de hasta 200 nucleótidos A al extremo 3′ del pre-ARNm recién escindido.,

pre-mRNA Splicing

Los genes eucarióticos están compuestos de exones, que corresponden a secuencias codificantes de proteínas (ex-on significa que se expresan), y secuencias intervinientes llamadas intrones (int-ron denota su papel interviniente), que pueden estar involucrados en la regulación génica, pero se eliminan del pre-mRNA durante el procesamiento. Las secuencias de intrones en el ARNm no codifican proteínas funcionales.,

descubrimiento de intrones

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 más procesamiento, como habían observado en procariotas. Los genes de los eucariotas superiores muy a menudo contienen uno o más intrones. Si bien estas regiones pueden corresponder a secuencias reguladoras, 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 remanentes de secuencias no funcionales que quedan 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 separados. En su mayor parte, las secuencias de intrones pueden mutarse sin afectar finalmente al producto proteico.

procesamiento de intrones

todos los intrones en un pre-ARNm deben eliminarse completa y precisamente antes de la síntesis de proteínas., Si el proceso se equivoca incluso por un solo nucleótido, el marco de lectura de los exones reincorporados cambiaría, y la proteína resultante sería disfuncional. El proceso de eliminación de intrones y reconexión de exones se llama empalme. Los intrones se eliminan y degradan mientras el pre-ARNm todavía está en el núcleo. El empalme se produce por un mecanismo de secuencia específica que asegura que los intrones se eliminarán y los exones se volverán a unir con la exactitud y precisión de un solo nucleótido. El empalme de pre-ARNm se lleva a cabo por complejos de proteínas y moléculas de ARN llamados spliceosomas.,

pre-mRNA splicing: pre-mRNA splicing implica la eliminación precisa de intrones de la transcripción de ARN primario. El proceso de empalme es catalizado por grandes complejos llamados empalmes. Cada spliceosoma se compone de cinco subunidades llamadas snRNPs. Las acciones del spliceseome resultan en el empalme de los dos exones y la liberación del intrón en forma de lazo.

cada spliceosoma se compone de cinco subunidades llamadas snRNPs (para pequeñas ribonucleopartículas nucleares, y pronunciadas «snurps».,) Cada snRNP es en sí mismo un complejo de proteínas y un tipo especial de ARN que se encuentra solo en el núcleo llamado snRNAs (pequeños ARN nucleares). Los spliceosomas reconocen secuencias en el extremo 5′ del intrón porque los intrones siempre comienzan con los nucleótidos GU y reconocen secuencias en el extremo 3′ del intrón porque siempre terminan con los nucleótidos AG. El spliceosoma escinde la columna vertebral de fosfato de azúcar del pre-ARNm en el G que inicia el intrón y luego une covalentemente ese G a un nucleótido A interno dentro del intrón., Entonces el spliceosme conecta el extremo 3′ del primer exón al extremo 5′ del exón siguiente, escindiendo el extremo 3′ del intrón en el proceso. Esto resulta en el empalme de los dos exones y la liberación del intrón en forma de lazo.

Mecanismo de empalme del pre-arnm.: Los snRNPs del espliceosoma estaban a la izquierda de esta figura, pero muestra los sitios dentro del intrón cuyas interacciones son catalizadas por el espliceosoma., Inicialmente, el G conservado que comienza un intrón se escinde desde el extremo 3′ del exón aguas arriba a él y el G se une covalentemente a una a Interna dentro del intrón. Luego, el extremo 3′ del exón recién liberado se une al extremo 5′ del siguiente exón, escindiendo el enlace que une el extremo 3′ del intrón a su exón adyacente. Esto une los dos exones y elimina el intrón en forma de lazo.