6.2.2 MODIFICACIONES POSTRANSCRIPCIONALES DEL RNA MENSAJERO

Los RNA eucariotas son sintetizados en forma de precursores que tendrán que sufrir un proceso de modificación para poder ser funcionales. Los mRNA procariotas no necesitan modificarse después de ser sintetizados y son lineales respecto al gen a partir del cual se sintetizaron. Es decir, son completamente complementarios. En cuanto a los rRNA y tRNA procariotas, las modificaciones que sufren son sencillas pues tienen que ver con los cortes que sufrirá el precursor largo en el cual están incluidas ambas especies. Sin embargo, los mRNA, rRNA y tRNA eucariotas, que son sintetizados en el núcleo y nucleolo de la célula y posteriormente utilizados en el citoplasma, necesitan sufrir procesos de modificación mucho más complejos, no sólo para ser funcionales sino para poder pasar a través de los pequeños poros nucleares al citoplasma.

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.

Modificación en el extremo 5' ó Cap 5'

El extremo 5' del mRNA se modifica en el núcleo eucariota (pero no en la mitocondria ni en los cloroplastos). Las reacciones de modificación son probablemente comunes en todos los eucariontes. La transcripción comienza con un nucleósido trifosfato (casi siempre una purina, A ó G). El primer nucleótido retiene su grupo 5' trifosfato y forma el enlace fosfodiéster habitual desde su posición 3' a la posición 5' del siguiente nucleótido. La secuencia inicial del transcrito se puede representar de la siguiente manera:

5' ppp[A/G]pNpNpNp....

Pero cuando el mRNA maduro se trata in vitro con enzimas que deben degradarlo en nucleótidos individuales, el extremo 5' no produce el nucleósido trifosfato esperado. En su lugar, contiene dos nucleótidos conectados por un enlace 5'-5' trifosfato y también contiene grupos metilo. La base terminal es siempre una guanina que será añadida al RNA original después de la transcripción.

La adición de la G en el extremo 5' está catalizada por una enzima nuclear, la guanidil transferasa. La reacción ocurre tan pronto como comienza la transcripción y no es posible detectar más que trazas del extremo 5' trifosfato original en el RNA nuclear. La reacción total se puede representar como una condensación entre GTP y el terminal 5' trifosfato original del RNA. Así:

Gppp (5') + (5') pppApNpNp... →GpppApNpNp... + pp + p

El nuevo residuo G añadido al extremo del RNA está en orientación contraria respecto a todos los otros nucleótidos. Esta estructura se llama cap. Es el sustrato de varios eventos de metilación. Los tipos de caps se distinguen por la cantidad de metilaciones que ocurren:

•  La primera metilación ocurre en todos los eucariontes y consiste en la adición de un grupo metilo a la posición 7 de una guanina terminal. Un cap que posee este único grupo metilo se conoce como cap 0. Hasta aquí llega la reacción en los eucariontes unicelulares. La enzima responsable de esta modificación se llama guanina-7-metiltransferasa.

•  El siguiente paso es la adición de otro grupo metilo, a la posición 2'-O de la penúltima base (que verdaderamente era la primera base original del transcrito antes de las modificaciones). Esta reacción está catalizada por otra enzima (2'-O-metil-transferasa). Un cap con dos grupos metilo se llama cap 1. Este es el tipo predominante de cap en todos los eucariontes excepto los organismos unicelulares.

•  En una pequeña minoría de los casos en eucariontes superiores, se añade otro grupo metilo a la segunda base. Esto sólo ocurre cuando esa posición está ocupada por una adenina; la reacción implica la adición de un grupo metilo en la posición N6. La enzima responsable actúa solamente en un sustrato de adenosina que ya tiene un grupo metilo en la posición 2'-O.

•  En algunas especies, se añade un grupo metilo a la tercera base del mRNA que ya tiene su cap. El sustrato de esta reacción es el mRNA cap 1 que ya tiene dos grupos metilo. La modificación de la tercera base es siempre una metilación en 2'-O de la ribosa. Esto crea el tipo cap 2. Este cap generalmente representa menos del 10-15% del total de mRNAs con caps.

En una población de mRNAs eucariotas, todas las moléculas tienen cap. Las proporciones de los diferentes tipos de cap son características de un organismo específico. No se sabe si la estructura de un mRNA específico es invariable o puede tener más de un tipo de cap. Además de la metilación y solamente en eucariontes superiores, ocurre una baja frecuencia de metilación interna en el mRNA. Esto se lleva a cabo mediante la generación de residuos N6 metiladenina con una frecuencia de alrededor de una modificación por 1000 bases. Hay 1-2 metiladeninas en un mRNA típico de eucariontes superiores, aunque su presencia no es obligatoria, ya que algunos mRNAs no presentan ninguna.

Modificación del extremo 3' o Cola de Poli (A)

La mayoría de los mRNAs eucariotas tienen una secuencia de ácido poliadenílico en el extremo 3'. Este tramo terminal de residuos A se describe a menudo como cola de Poli (A) y el mRNA con estas características se llama poli(A)⁺. La secuencia poli(A) no está codificada en el DNA, sino que se añade al RNA en el núcleo después de la transcripción. La adición de poli(A) está catalizada por la enzima poli(A) polimerasa, la cual añade ~200 residuos de A al extremo 3'-OH libre del mRNA. La cola Poli(A) tanto del RNA nuclear como del mRNA está asociada a una proteína, la proteína de unión a poli(A) (PABP: Poly(A)-binding protein). Formas similares de esta proteína se pueden encontrar en muchos eucariontes. Un monómero de PABP de ~70 kDa se une cada 10-20 bases de la cola poli(A). Por tanto una característica común en muchos o la mayoría de los eucariontes es que el extremo 3' del mRNA consiste en una hilera de poli(A) unida a una gran masa de proteína.


CONCLUSIONES:
En esta unidad vimos el proceso que lleva a cabo el ADN, para poder llevar a cabo la transcripcion. El ADN pasa a una cadena de ARN, y asi se desarrolla todo el procedimiento, se deben de seguir tres pasos para que esto se realize como son: la fase de inicio, elongacion y terminacion. Este proceso se lleva a cabo en celulas procariotas y eucariotas, intervienen varios tipos de RNA.

http://fbio.uh.cu/sites/genmol/confs/conf2/p05.htm

http://html.rincondelvago.com/biologia-molecular_4.html