Información

Empalme de ARNm - Biología


1. Descripción del empalme de ARNm


La transcripción y el procesamiento (que incluye el empalme) del ARNm recién creado se produce en el núcleo de la célula.
Una vez que se elabora una transcripción de ARNm maduro, se transporta al citoplasma para su traducción en proteína.

Figura ( PageIndex {1} ). (CC BY-NC-SA)

La mayoría de los genes eucariotas y sus transcripciones de pre-ARNm contienen tramos no codificantes de nucleótidos o regiones que no están destinadas a convertirse en proteínas. Estos segmentos no codificantes se denominan intronesy debe eliminarse antes de que el ARNm maduro pueda transportarse al citoplasma y traducirse en proteína. Los tramos de ADN que codifican los aminoácidos en la proteína se denominan exones. Durante el proceso de empalme, el espliceosoma elimina los intrones del pre-ARNm y los exones se vuelven a empalmar. Si no se eliminan los intrones, el ARN se traduciría en una proteína no funcional. El empalme se produce en el núcleo antes de que el ARN migre al citoplasma. Una vez que se completa el empalme, el ARNm maduro (que contiene información de codificación ininterrumpida) se transporta al citoplasma donde los ribosomas traducen el ARNm en proteína.

Una mirada detallada al empalme de ARNm

La transcripción de pre-ARNm
El transcrito de pre-ARNm contiene intrones y exones. Los intrones se eliminan durante el proceso de empalme. En este ejemplo, el pre-ARNm contiene dos exones y un intrón.

Figura ( PageIndex {2} ). (CC BY-NC-SA; Agathman)

Los intrones contienen varias secuencias importantes y conservadas que guían el proceso de empalme: una secuencia GU de 5 '(la Sitio de empalme de 5 '), un Un sitio de sucursal ubicado cerca de una región rica en pirimidina (una región con muchas bases de citosina y uracilo) y una secuencia de 3 'AG (la 3 'sitio de empalme).

Figura ( PageIndex {3} ). (CC BY-NC-SA; Agathman)

El empalmado
Un gran complejo de proteínas conocido como espliceosoma controla el empalme de ARNm. El espliceosoma está compuesto por partículas compuestas tanto de ARN como de proteína. Estas partículas se llaman pequeña ribonucleoproteína nuclear o snRNPs (pronunciado "snurps") para abreviar. Los snRNP reconocen las secuencias conservadas dentro de los intrones y se unen rápidamente a estas secuencias una vez que se produce el pre-ARNm e inicia el corte y empalme.

El espliceosoma se construye en distintos pasos. Primero el U1 snRNP une el sitio de empalme de 5 'y el U2 snRNP une el sitio de la sucursal.

Figura ( PageIndex {4} ). (CC BY-NC-SA; Agathman)

Varias otras snRNP (U4, U6 y U5) se unen a la transcripción de pre-ARNm que forma el complejo de espliceosoma maduro. Esto hace que el intrón forme un bucle y une el sitio de empalme de 5 'y el sitio de empalme de 3'.

Figura ( PageIndex {5} ). (CC BY-NC-SA; Agathman)

Ahora que el espliceosoma está ensamblado, puede comenzar el empalme. Primero se corta el extremo 5 'del intrón. El extremo 5 'GU del intrón se conecta luego al sitio de la rama A, lo que crea una estructura de lazo.

Figura ( PageIndex {6} ). (CC BY-NC-SA; Agathman)

En esta etapa, se liberan los snRNP de U1 y U4 y se escinde el sitio de empalme 3 '. Una vez que el intrón se ha escindido por completo, los dos exones se unen entre sí. El intrón en forma de lazo se libera junto con los snRNP de U2, U5 y U6.

Figura ( PageIndex {7} ). (CC BY-NC-SA; Agathman)

El intrón se degradará y los snRNP se usarán nuevamente para empalmar otros pre-ARNm. El transcrito de ARNm maduro ahora está listo para exportarse al citoplasma para su traducción.

Splicing alternativo

El ejemplo de un gen con un solo intrón y dos exones usado anteriormente es un modelo muy simple de empalme de ARN. Muchos genes contienen múltiples exones así como múltiples intrones. Un proceso conocido comoalternativa empalme permite que se incluyan diferentes combinaciones de exones en el ARNm maduro final, produciendo diferentes versiones de proteínas (llamadas isoformas) que están todos codificados por el mismo gen. El corte y empalme alternativo del ARNm permite que se fabriquen muchas proteínas, con diferentes funciones, todas producidas a partir de un solo gen. Uno de los ejemplos más dramáticos de empalme alternativo es el gen Dscam en Drosophila melanogaster (una mosca de la fruta). ¡Este único gen contiene 116 exones! Algunos exones siempre están incluidos, otros pueden estar incluidos o no. Se han encontrado más de 18.000 proteínas diferentes de este único gen en Drosophila! Teóricamente, este sistema es capaz de producir 38,016 proteínas diferentes, ¡todas a partir de un solo gen!

A continuación se muestra un ejemplo de empalme alternativo de una transcripción de pre-ARNm. En este caso, hay dos ARNm diferentes, empalmados alternativamente, que pueden obtenerse a partir de este pre-ARNm. Los dos ARNm maduros pueden contener el exón amarillo o verde. Esto produce dos isoformas proteicas distintas cuando los ARNm se traducen en proteína.


Tutorial de empalme de ARNm por Dra. Katherine Harris tiene licencia bajo una Licencia Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 3.0 Unported.

Este tutorial fue financiado por la subvención Título V-STEM # P031S090007.


Ver el vídeo: 9 Splicing alternativo (Enero 2022).