mRNA splicing

Summary

El proceso de empalme del ARN eucariota implica la eliminación de intrones no codificantes de los ARN precursor, un paso crucial para producir ARN funcional. Este proceso es catalizado por el espliceosoma, una maquinaria ribonucleoproteica compleja formada por proteínas y ARN que trabajan juntas para reconocer secuencias específicas en el ARN precursor. El empalme ocurre en dos pasos, cada uno basado en reacciones de transesterificación, y resulta en la unión de los exones. Este mecanismo es fundamental para la correcta expresión genética y está sujeto a una serie de interacciones dinámicas y cambios conformacionales.

Takeaways

• 😀 La transcripción de muchos genes se produce de manera discontinua, con exones separados por intrones no codificantes.
• 😀 Los intrones deben ser eliminados del ARN precursor para producir ARN funcional.
• 😀 La mayoría de los intrones no contienen genes y se degradan después de ser eliminados del ARN precursor.
• 😀 Existen diferentes clases de intrones, algunos son excisados por proteínas, otros por ribonucleoproteínas, y algunos se excisan por sí mismos.
• 😀 El proceso de empalme de los ARN mensajeros eucariotas se realiza mediante la spliceosoma, un complejo ribonucleoproteico grande.
• 😀 El spliceosoma está compuesto por cinco ribonucleoproteínas nucleares pequeñas (snRNPs): U1, U2, U4, U5 y U6.
• 😀 Cada snRNP contiene una molécula de ARN llamada snRNA, que desempeña un papel crucial en el reconocimiento de secuencias en el ARN precursor.
• 😀 El spliceosoma reconoce sitios de empalme mediante secuencias muy cortas en el ARN precursor, como las secuencias GU y AG en los extremos del intrón.
• 😀 Antes de que ocurra el empalme, el spliceosoma debe identificar los sitios de empalme mediante el reconocimiento de secuencias conservadas.
• 😀 El empalme se lleva a cabo mediante dos pasos de transesterificación en los que se rompen y reemplazan enlaces fosfodiéster entre nucleótidos sin consumir energía externa.
• 😀 Durante el proceso de empalme, el ARN precursor sufre un cambio estructural, lo que permite la unión de los exones y la liberación del intrón en forma de lariat.

Q & A

¿Qué es el proceso de empalme (splicing) de mRNAs eucariotas?

El proceso de empalme (splicing) de mRNAs eucariotas es la eliminación de los intrones (secuencias no codificantes) de las precursores de ARN mensajero (pre-mRNA), uniendo los exones (secuencias codificantes) para formar un ARN mensajero maduro funcional.

¿Cuál es la función principal de los intrones en los mRNAs?

Los intrones no contienen información genética codificadora para proteínas. Su función principal es ser eliminados del pre-mRNA durante el proceso de empalme para permitir la formación de un ARN mensajero funcional.

¿Cuáles son los tipos de intrones y cómo se excisan?

Existen varios tipos de intrones que se excisan por diferentes mecanismos: algunos son eliminados por proteínas, otros por ribonucleoproteínas, y algunos se excisan a sí mismos. Todos los tipos utilizan reacciones de transesterificación para eliminar los intrones.

¿Qué son las transesterificaciones en el contexto del empalme?

Las transesterificaciones son reacciones químicas en las que se rompe un enlace fosfodiéster entre dos nucleótidos y se reemplaza por otro enlace fosfodiéster sin el aporte neto de energía. Este proceso ocurre durante las dos etapas del empalme.

¿Qué papel juega el espliceosoma en el empalme de mRNAs eucariotas?

El espliceosoma es una máquina ribonucleoproteica compleja que cataliza el proceso de empalme de mRNAs eucariotas. Está compuesto por varios snRNPs que trabajan en conjunto con proteínas para reconocer las secuencias de empalme y realizar las reacciones de transesterificación.

¿Qué son los snRNPs y cuál es su función?

Los snRNPs (pequeños ribonucleoproteínas nucleares) son complejos compuestos de ARN y proteínas. Cada uno de ellos tiene una función específica en el empalme, como reconocer secuencias en el pre-mRNA y promover la formación de enlaces entre exones.

¿Qué secuencias son reconocidas por el espliceosoma para identificar los sitios de empalme?

El espliceosoma reconoce secuencias de consenso en el pre-mRNA, como una secuencia GU en el extremo 5' del intrón, una secuencia AG en el extremo 3', un punto de ramificación dentro del intrón y una tracto de poli-pirimidina en el sitio de empalme 3'.

¿Cómo se inicia el proceso de empalme en un pre-mRNA?

El proceso de empalme comienza cuando el U1 snRNP reconoce y se une al sitio de empalme 5' del intrón. Otros factores no snRNP también ayudan a reconocer otras secuencias críticas, como el punto de ramificación y el tracto de poli-pirimidina.

¿Qué ocurre en la primera etapa de transesterificación del empalme?

En la primera etapa, el 2'OH de una adenina dentro del intrón ataca el límite intrón-exón 1, liberando el intrón y formando una estructura ramificada llamada lariat.

¿Cómo se completan las reacciones de transesterificación para unir los exones?

En la segunda etapa, el 3'OH del exón 1 ataca el límite intrón-exón 2, completando el empalme y liberando el intrón lariat, lo que resulta en la unión de los exones 1 y 2.