Los productos
inmediatos de la transcripción se denominan transcritos primarios y no son
necesariamente funcionales; muchos de ellos son específicamente alterados en
varias formas. Estas modificaciones no son iguales para todos los
tipos de ARN, cada uno tienen sus propias particularidades.
Los procesos de maduración
son los que llevan a los transcritos primarios a convertirse en transcritos
maduras.
Todos estos
procesos ocurren mientras el RNA se está transcribiendo, demostrándose en
algunos casos la interdependencia entre transcripción y maduración.
Las
diferencias entre los procariotas y las eucariotas relativas a la maduración
del RNA se centran en el mRNA, además del ayuste, sufre una serie de
modificaciones en 5’ y en 3’ que, de forma sucesiva o simultánea, van a ocurrir
en el núcleo.
Estas
modificaciones son:
Adición de la
Caperuza
Poliadenilación
Ayuste de
Intrones nucleares
Riboedición
(Correcion del mRNA)
ADICIÓN
DE LA CAPERUZA
La
caperuza o casquete de los mRNA es un 7-metilguanilato unido al primer
nucleótido del RNA por un enlace 5’-5’ trifosfato. Esto hace que la guanosina
añadida se una en sentido opuesto al del resto de la cadena polinucleotídica
Algunas funciones de
la caperuza son:
*Proteger la molécula
frente a la acción de exonucleasas inespecíficas.
*Marcar el
hnRNA como sustrato de otras reacciones de procesamiento en el núcleo.
*Ayudar a
los ribosomas a reconocer el mRNA para iniciar la traducción; se ha visto que
la caperuza es reconocida por uno de los factores de traducción, aunque no es
una etapa imprescindible.
*Ayudar al
desalojo del promotor en el comienzo de la elongación, o sea, a la eliminación
de los factores de iniciación que no se necesitan en la elongación. O lo que es
lo mismo: intervenir en el paso de iniciación a elongación
*Ayudar a
procesar el primer intrón del transcrito.
POLIADENILACIÓN DE LOS MRNA
El
extremo 3’ de los mRNA no se corresponde con la posición donde se termina la
transcripción, sino que es más corto, aunque presente una secuencia adicional
en 3’: la cola de poli-A. La presencia de esta cola es muy útil
experimentalmente ya que permite la purificación de los mRNA celulares
empleando técnicas de afinidad con soportes sólidos unidos a un oligo.
La
poliadenilación está estrechamente ligada a la terminación pues el corte del
RNA favorece la terminación al desestabilizar la interacción con la
RNA-polimerasa.
La
función de la Poliadenilacion del mRNA todavía
no está clara:
*Parece intervenir en el
transporte del mRNA al citoplasma.
*Parece determinar la duración de
la semivida del mRNA.
*Interviene en la correcta o
eficiente traducción del mRNA.
*Parece ser la señal que indica
los hnRNA que van a madurar y los que no.
*Parece ser esencial para el
ayuste del último intrón.
AYUSTE DE LOS INTRONES NUCLEARES
Este
es un proceso que puede ocurrir mientras se está transcribiendo el gen o, más
habitualmente, una vez que el gen completo está transcrito. La eliminación de
un intrón de grupo III ,y también de los de grupo II está determinada por su
secuencia o secuencia, pero no por su tamaño. Para definir un intrón se
necesitan dos secuencias específicas en la unión intrón-exón, que se denominan
sitio 5’ o donador y sitio 3’ o aceptor, así como una secuencia interna,
denominada sitio de ramificación o CURAY, situada a 18-40 nt del sitio 3’.
En conjunto,
se llaman sitios o centros de ayuste. En los sitios 5’ y 3’ sólo dos
nucleótidos son esenciales mientras que en el de ramificación solamente uno
(marcados en mayor tamaño en la figura) por lo que los intrones comenzarán por
GU y terminarán por AG. El resto de los nucleótidos pueden variar ligeramente
sobre la secuencia consenso expuesta.
Formación del
Ayustosoma:
Las etapas de
formación del ayustosoma y eliminación del intrón se resumen en la siguiente
figura:
La unión de U1 en el centro 5’ se produce gracias a
la hibridación entre el snRNA U1 (o U11) y la
secuencia del pre-mRNA. Se aparean de 5 a 7 nucleótidos, lo que
justifica la gran conservación del sitio 5’.
- La unión de U2 (o U12) al sitio
de ramificación necesita ATP. La secuencia del snRNA es complementaria a
la del sitio de ramificación, pero no aparea la A.
- U4 y U6 se añaden en forma de un
único complejo ya que las secuencias de sus snRNA son parcialmente
complementarias.
- La liberación de U1 y U4, con
gasto de ATP, permite que U6 interaccione con U2. La doble hélice formada
por U2/U6 forma el centro catalítico del
ayustosoma
- Tras la reacción de ayuste, las snRNP U2, U5 y U6
quedan unidas al lazo del intrón.
RIBOEDICIÓN: EDICIÓN O CORRECCIÓN DEL mRNA TRANSCRITO
En
los mRNA de mitocondrias y cloroplastos de muchos organismos se producen
cambios en la información contenida en el mRNA. Estos cambios de modificación o
inserción de bases se denominan riboedición.
Los gRNA
La
riboedición no se produce al azar sino específicamente gracias a una serie de
pequeños RNA llamados RNA guía (gRNA) que están codificados en locus
específicos del genoma. Los gRNA son moléculas de 60-80 nt que llevan unos
bloques de poli(U) en el extremo 3’ y en su extremo 5’ la secuencia que ha de
aparearse con el RNA a editar. Al hibridarse con el mRNA, determinan el sitio
exacto donde se va a editar el mRNA. Donde el gRNA se ha apareado al mRNA se
une la maquinaria necesaria (editosoma) que permite modificar la
secuencia.
Los
gRNA se transcriben como genes independientes, por lo que una mutación en una
proteína cuyo RNA se edita puede hacerse mutando el propio gen, así como
mutando su gRNA. La edición se realiza desde 3’ hacia 5’ en el transcrito, por
lo que hay que esperar a que esté completamente transcrito y ayustado.
Modificación
de bases
Se
varía la composición de bases, no su número. Lo más frecuente es el cambio C
por U mediante la acción de una enzima denominada citidina-desaminasa.
Otra modificación menos frecuente es la de A por G causada por la adenosina-desaminasa.
Si en el DNA no hubiera T en lugar de U, las desaminaciones de la C no se
detectarían como errores y se acumularían mutaciones. Estas desaminasas
reconocen unos 26 nt alrededor del sitio a editar, que tienen que estar en
forma de RNA bicatenario.
Inserción o
deleción de bases
Esta riboedición
provoca cambios más drásticos, como:
- Introducción en el mRNA de cox2 de 4 U en un
punto que hace cambiar la pauta de lectura
- Más de la mitad de los las bases del mRNA de cox3
son U que no estaban codificadas en el genoma.
Bibliografía:
http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/transcripcion%20eucarionte.html
Bioquimica y Biologia Molecular
en línea
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