El RNA mensajero

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El RNA mensajero (mRNA) y su procesamiento
El mRNA varía en tamaño y composición de bases; el orden de éstas refleja
con precisión la información codificada en la secuencia del DNA genómico;
representa de 3 a 5% del RNA total celular; por otra parte, el tamaño del
mRNA depende del tamaño del gen transcrito.
Por las características propias de las células procariontes, el mRNA es
transcrito y traducido en el mismo compartimento; estos mRNA codifican
para varias proteínas, por lo que característicamente son policistrónicos en
su región terminal 5'; se encuentra un grupo trifosfato y la región terminal
3' corresponde a la última base del mRNA; este tipo de moléculas de mRNA
tiene una vida media de aproximadamente 5 min. Por otra parte, este tipo
de mRNA posee dos codones codificables que representan la secuencia de
aminoácidos que será traducida; antes del codón de iniciación existe un
segmento de polipurinas conocido como de Shine-Dalgarno (el cual es exclusivo
de células procariontes; por tanto, no existe en células eucariontes),
seguido del codón de iniciación AUG y el codón de terminación UAA; además,
por ser moléculas policistrónicas, poseen regiones intercistrónicas no
codificantes; algunas células procariontes no poseen regiones intercistrónicas,
sino que la traducción de este tipo de mRNA, también policistrónico,
está regulado por aspectos conformacionales y de estructura secundaria de
los mRNA.
El mRNA de células eucariontes es de tipo monocistrónico, es decir, codifica
para una sola proteína; es sintetizado en el núcleo y requiere de ser
transportado al citoplasma para su traducción. Característicamente, posee
en su región terminal 5' una caperuza (cap) metilada que puede ser monometilada
o hipermetilada. En este proceso de metilación participan diferentes
enzimas, como pueden ser la guanina-7-metil-transferasa y la 2'-O-metil-
transferasa, entre otras. En la región terminal 3', el mRNA posee una
cadena o tallo de poli(A) de aproximadamente 200 nucleótidos de longitud,
la cual no es codificada por el DNA, pero su adición se debe a la acción de la
poli(A)-polimerasa; el tallo de poli-A se asocia con su proteína de enlace, la ABP. La cadena de poli(A) le confiere estabilidad al mRNA, permitiendo
que éste pueda tener una vida media promedio de aproximadamente 4 horas
(Gallie, 1991; Nevins, 1983; Sachs, 1993; Takgaki y cols., 1988; Whale y
Keller, 1992; Wickens, 1990a, 1990b).
El procesamiento del pre-mRNA ocurre en el nucleoplasma y requiere
de la participación de ribonucleoproteínas pequeñas nucleares (snRNP);
una de las actividades principales que se llevan a cabo en el nucleoplasma
de las células eucariontes es la síntesis, el procesamiento, el transporte y la
exportación al citoplasma del mRNA maduro. El procesamiento del premRNA,
que involucra el corte y unión de regiones codificantes denominadas
exones y la eliminación de secuencias no codificantes o intrónicas (splicing),
se realiza en la unidad catalítica denominada espliceosoma, la cual
está constituida por la interacción coordinada de un grupo de snRNP que
contiene al menos cinco RNA pequeños nucleares (snRNA U1, U2, U4/U6 y
U5), los cuales son ayudados por la participación de múltiples factores proteicos.
La reacción de cis-splicing ocurre por un mecanismo de dos pasos:
el primero involucra un ataque nucleofílico en la región del sitio de corte
5', por interacción específica hidroxílica 2' de un residuo de adenosina cercano
a la región terminal 3' del intrón, lo que origina la liberación del exón
1 y un producto intermedio formado por el intrón-exón 2; en el segundo
paso, los dos exones son unidos por medio de un ataque nucleofílico, del
radical hidróxilo libre 3' del exón 1, al sitio de corte de la región 3, permitiendo
que el intrón sea liberado y las secuencias exónicas se encuentren
unidas; debido a estos mecanismos de procesamiento, se liberan las secuencias
intrónicas no codificantes en un complejo denominado lazo (lariat)
(Reed y Maniatis, 1985; Sharp, 1985 y 1994).
Interacciones filogénicamente conservadas, que involucran apareamiento
de bases entre el pre-mRNA y los snRNA, han permitido definir que
U1 y U5 snRNA están involucrados en el reconocimiento del sitio de corte
en la región 5' y 3', en el procesamiento del pre-mRNA; así mismo, con el
U2 snRNA ha sido posible demostrar un apareamiento de bases con el sitio
de separación (branch) del pre-mRNA; este tipo de interacciones RNA-RNA
ocurre vía apareamiento de bases, fundamentalmente del tipo clásico de
Watson y Crick (Cortés y cols., 1993; Madhani y Guthrie, 1992; Newman y
Norman, 1991; Zhuang y Weiner, 1986).