04.06.03
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Flujo de información genética

1. Introducción
2. Replicación
3. Transcripción
4. Procesamiento de ARN
5. Traducción
6. Código genético
 
7. Vínculos

ut = 5
flujo de información genética

 

Procesamiento de ARN
    

Muchos transcriptos de ARN son modificados antes de que funcionen correctamente en la célula. Se conocen distintos tipos de modificación:

  • Splicing;
  • Escisión nucleolítica;
  • Agregado de cap;
  • Poliadenilado;
  • Modificación de bases y azúcares;
  • "Edición"

Splicing
Por splicing se entiende una serie de reacciones que dan lugar a la eliminación de intrones del transcripto primario. Estas reacciones consisten en la utilización de un enlace fosfodiéster para la generación de otro.

En el splicing característico de los intrones del Grupo II, el grupo hidroxilo 2' de una adenina en el intrón ataca la unión intrón-exón ubicada a 5'. El hidroxilo 3' liberado del exón ataca luego la unión exón-intrón ubicada a 3', completándose la reacción y liberando el intrón en forma de lazo (lariat).
En el splicing característico de los intrones del Grupo I, el grupo hidroxilo de un nucleósido de guanina ataca la unión intrón-exón ubicada a 5'. El hidroxilo 3' liberado del exón ataca luego la unión exón-intrón ubicada a 3', completándose la reacción. El intrón liberado es capaz de comletar subsiguintes reacciones de transesterificación.
Ambos mecanismos tienen, entonces, dos pasos esenciales. El primero es la ruptura de la unión intrón-exón a 5', seguido por la ruptura respectiva en la unión ubicada a 3'.

El splicing de intrones nucleares no precisa de nucleósidos libres, ni de una estructura secundaria conservada del ARN considerado. No obstante, requiere de un complejo consistente en 44 o más porteínas y una serie de ARN nucleares pequeños (snRNAs - small nuclear RNAs). Éstos juegan el rol de las estructuras secundarias de los intrones de los grupos I y II.
El splicing de intrones nucleares requiere secuencias internas específicas, enunciadas por la "regla GT-AG", que describen los extremos del intrón. En forma adicional, se halla un "sitio de ramificación", con la secuencia UACUAAC en levaduras (menos conservada en mamíferos).
Al igual que las reacciones autónomas descriptas para los intrones de los grupo I y II, el extremo 5' del intrón es el primero en ser liberado, produciéndose una reacción entre el exón a 5' y la unión intrón-exón ubicado a 3'. Al igual que el tipo II, se produce un lazo por la reacción entre el extremo 3' del intrón y el sitio de ramificación.

Escisión nucleolítica
Los genes de algunos ARN de transferencia contienen 14 a 20 nucleótidos en el brazo del anticodón que no están presentes en el ARNt maduro. Los transcriptos conteniendo intrones son sustrato de una endonucleasa que escinde el ARN en cada extremo del intrón. La estructura secundaria de los precursores de ARNt mantiene próximos los exones a 5' y 3' tras el corte.
Los extremos sueltos del ARNt cortado son ligados en una reacción que requiere ATP. Posteriormente, se da una modificación de algunas bases a fin de completar la maduración.
A diferencia de los intrones quitados por splicing, el procesamiento de los precursores de ARNt no involura transesterificación, y es precisa una fuente externa de energía.

El corte de un transcripto por una endonucleasa es también característico de los precursores de ARN ribosomal: En procariotas, los extremos 5' de los ARNr 16S y 23S son generados por la RNAsa C, una endonucleasa. De los ITS (Internal Transcribed Spacers - espaciadores internos transcriptos) se generan precursores de ARNt. Un proceso semejante se da en Eucariotas. En muchos casos, el correcto procesamiento depende de estructuras secundarias de los ARN involucrados.
Varios ARN maduros pueden obtenerse del mismo transcripto. Un buen ejemplo de ello es el genoma mitocondrial, que contiene un número reducido de promotores; de sus transcriptos se generan ARN estructurales, ribosomales y de transferencia.

Modificaciones de los extremos del ARN mensajero
Los extremos 5' de transcriptos de RNA polimerasa II tienen estructuras especiales llamadas caps. En la mayor parte de los eucariotas, se trata de una 7 - metilguanosina trifosfato, que es agregada poco después de la iniciación de la transcripción. Esto aumenta enormemente la traducibilidad de estos ARNm, dado que el cap estimula la unión de ciertos factores de traducción.

La poliadenilación es el agregado de una cadena de ácido poliadenílico (poliA) de 50 a 200 nucleótidos en el extremo 3' del precursor de ARN mensajero. Esto requiere de un corte previo. La señal consenso aislada es AAUAAA, a unos 10-30 nucleótidos 5' del sitio poliA. Igualmente, se ha observado un elemento rigo en GU o U a 3'.

Modificación de bases y azúcares
Algunas bases y azúcares en los ARN llevan modificaciones, como ser metilación. La metilación afecta residuos de adenina en ARNr, la guanina del cap, y el 2' OH de ribosas, presentes cerca del cap en transcriptos de RNA polimerasa y algunas posiciones del ARNr.
Los ARNt en particular contienen una amplia variedad de bases modificadas, creadas por distintas enzimas.
Las modificaciones proveen de una mayor riqueza de señales, más allá de los cuatro nucleótidos básicos. En el caso de ARN mensajeros, no afectan la capacidad codificante de éstos, si bien existen cambios que afectan los patrones de lectura.

"Edición" del ARN
En ciertos casos, se ha observado diferencias notables entre el transcripto primario y el ARN mensajero a traducir. Esas diferencias son debidas a procesos de "edición". Esta edición puede realizarse de dos modos:

  • Una o varias bases pueden haber sido cambiadas por otras, lo cual altera el mensaje por cambios en los codones individuales.
  • Puede haber habido inserción o eliminación de uno o varios nucelótidos, lo cual conduce a cambios en el marco de lectura del mensajero.

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uvigen
unidad vinculante intradisciplinaria de genética
universidad de la república
uruguay

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