El RNA ribosomal

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El RNA ribosomal (rRNA) y su procesamiento
El rRNA, en cualquier organismo, no presenta variación entre los diferentes
tejidos; es uniforme en tamaño y composición de bases; su secuencia no
es representativa de los genomas que se le asocian; por tanto, el rRNA es informativo
y conformacional, además de que existen múltiples pruebas génicas
y bioquímicas que señalan que el rRNA es un elemento fundamental en
el mecanismo de la traducción, ya que esta clase de RNA son elementos
constitutivos y conformacionales de los ribosomas. En el sistema procarionte
se han descrito el rRNA 23S, 16S y 5S; en tanto que las células eucariontes
contienen el rRNA 28S, 18S, 5.8S y 5S, éstos son inicialmente transcritos por
la RNA-polimerasa I, a partir de una misma molécula precursora, a excepción
del rRNA 5S, que es transcrito separadamente por la RNA-polimerasa
III. Los rRNA representan al menos las dos terceras partes del RNA celular
total (Bronwnlee y cols., 1968; Brosius y cols., 1978; Brosius y cols., 1980;
Noller, 1984).
El rRNA transcrito primario en eucariontes tiene una longitud aproximada
de 13 kb, el cual es sometido a procesamiento para obtener las diferentes
moléculas de rRNA, que serán transportadas al citoplasma y, con la
participación de múltiples factores proteicos, favorecer el autoensamblaje
de la maquinaria catalítica proteica citoplásmica conocida como ribosoma
(Noller, 1991).
Los transcritos primarios de rRNA están constituidos por una región 5',
que se identifica como espaciador transcrito externo 5' (ETS5') y se encuentra
junto a la región genómica que codifica para el rRNA 18S; inmediato a
éste, se encuentra el sitio denominado espaciador transcrito interno 1 (ITS1),
la región correspondiente al 5.8S, seguido del ITS2, el sitio de la región del
rRNA 28S y, finalmente, una región ETS 3'. Los sitios precisos de corte, tanto
en la región 5' como en la 3' del rRNA, se pueden apreciar en la figura 2-4, donde,
en forma ordenada y por una secuencia de episodios de procesamiento
del transcrito primario de rRNA, se obtienen los productos finales que corresponden
al rRNA 28S, 18S y 5.8S (figura 2-4). Este episodio ocurre en el
nucleolo, ya que en él se encuentran, entre otros, un conjunto de DNA ribosomales,
transcritos de rRNA, productos intermedios del procesamiento
de rRNA, ribosomas en formación y un grupo de complejos RNA-proteína conocidos
como sno-RNP; estos sno-RNP son esenciales para el procesamiento
del transcrito primario de rRNA, e interactúan vía apareamiento de bases, tanto con los ETS como con los ITS; una descripción detallada de la acción
específica de las snoRNP se revisará líneas más adelante (Bowman y cols.,
1981, 1983; Hannon y cols., 1989; Peculis y Steitz, 1993; Shumard y Eichler,
1988; Sollner-Webb y cols., 1993). 
El RNA de transferencia (tRNA) y su procesamiento
Los RNA de transferencia poseen una longitud en su cadena que varía de 72
a 95 nucleótidos, lo que los convierte en los RNA más pequeños. La principal
función para esta clase de moléculas de RNA es la de activar aminoácidos
durante la síntesis de proteínas. Para realizar esta función, dos regiones
de los tRNA son importantes: el anticodón que interactúa con el codón del
mRNA y la región aceptora terminal 3'. La estructura secundaria clásica de
un tRNA 3' y la región aceptora tienen una forma de trébol y poseen tres
brazos, cada uno de los cuales consiste en un anillo de una sola cadena, formado
por apareamiento de bases (denominados tallos); uno de estos brazos
corresponde a la región del anticodón que interactúa, vía apareamiento de bases, con el codón del mRNA. Poseen en su extremo terminal 3' la región
aceptora terminal o de interacción específica con el aminoácido; así, podemos
señalar que el tRNA se une a un solo aminoácido, al cual se une covalentemente;
cuando esto ocurre, a este complejo molecular se le denomina
aminoacil-tRNA; existe al menos un tRNA para cada aminoácido. Por tanto,
los tRNA son aminoácidos específicos, por lo que su nomenclatura llevará
la abreviación de tres letras del aminoácido de que se trate; así, por ejemplo,
el tRNA para el aminoácido metionina se representa como tRNAMet; el
mecanismo del enlace covalente del tRNA con el aminoácido específico es
catalizado por la enzima aminoacil-tRNA-sintetasa, de la que existen, al menos,
20 tipos diferentes (Holley y cols., 1965; Moras, 1992; Söll y cols., 1966).
En los distintos compartimentos celulares pueden existir tRNA; así, los
cloroplastos y mitocondrias de mamíferos contienen sus propios tRNA,
los cuales son diferentes a los citoplásmicos, en tanto que las mitocondrias
de plantas poseen tRNA que son de origen nuclear (Steinberg y cols., 1993).
En bacterias, los tRNA proceden de grandes moléculas precursoras o
transcritos primarios, los cuales pueden incluir hasta 21 moléculas de tRNA,
en tanto que, en el sistema eucarionte, los transcritos primarios parecen ser
monoméricos y los promotores para la transcripción de esta clase de moléculas
por la RNA-polimerasa III se encuentran localizados internamente
en el gen del tRNA. Algunos transcritos primarios de tRNA contienen intrones,
por lo que algunas exo y endonucleasas son requeridas para la eliminación
de las secuencias intrónicas y con el fin de contar con transcritos de
tRNA maduros, además de este mecanismo de maduración del tRNA; el proceso
de edición de RNA parece estar fuertemente involucrado en la generación
de diversidad de las clases de moléculas de tRNA, y así, en algunos
casos de eucariontes superiores (genoma de la rata), contar con al menos
10 genes que codifican para el tRNA, mostrando algunos de ellos cambios
en la secuencia nucleotídica, cambios nucleotídicos que fueron generados
postranscripcionalmente. Esto nos indica que el proceso de edición
de RNA participa en forma determinante (Muto y cols., 1990).
Una característica adicional de los tRNA es que poseen un alto contenido
de nucleótidos modificados o distintos químicamente a la adenina, citosina,
guanina y uracilo; la presencia de estos nucleótidos modificados
parece tener relación evolutiva, ya que en los tRNA de humanos se puede
encontrar hasta en 25% de bases modificadas, en tanto que en bacterias
existe menos porcentaje de variación. El papel funcional de estos nucleótidos
modificados no es claro; sin embargo, han sido implicados como elementos
de control en el reconocimiento por el codón (Björk, 1992; Yokoyama
y Nishimura, 1993).
La RNAsa P representa la primera vía catalítica real, demostrando que
un RNA de aproximadamente 400 nucleótidos era un componente de la
RNAsa P bacteriana y que éste podía cortar a su sustrato normal (el precursor
del tRNA), en ausencia de su subunidad proteica de 14,000 kD. La
RNAsa P está involucrada en la biosíntesis del tRNA, catalizando una remoción
endonucleotídica de secuencias líder 5' de los precursores de tRNA
(pre-tRNA), lo que genera tRNA 5' maduros; en cada célula y en cada compartimento
subcelular eucarionte donde se sintetiza tRNA, ha sido posible