INVESTIGACIÓN DE LOS TIPOS DE SPLICING

SPLICING

Los ARN mensajeros de eucariotas tienen una característica muy importante: no son codificantes en su totalidad, desde el principio al fin, sino que las regiones codificantes están interrumpidas por otras regiones no-codificantes. Es decir, no todos los nucleótidos del ARN mensajero son leídos para sintetizar proteínas, sino que existen regiones codificantes llamada exones que alternan con otras regiones no-codificantes llamadas intrones. Debido a esta configuración, el siguiente paso en la maduración de un ARNm consiste en eliminar los intrones y pegar los exones para formar un mensajero maduro que pueda ser traducido desde el principio hasta el fin y sin interrupciones. Este proceso de corte y eliminación de intrones con empalme de los exones se denomina en inglés splicing, término naútico que corresponde al castellano ayuste: la unión de dos cabos por sus chicotes

Estas secuencias son llamadas "sitio dador" en el extremo 5’y "sitio aceptor", en el extremo 3’ 

El trabajo del corte y empalme esta catalizado por una estructura pequeña, compuesta por ribonucleoproteinas nucleares llamadas snRNPs, constituidas por pequeños ARN nucleares (snARNs) asociado a proteínas. Su nombre es spliceosoma. Esta estructura tiene a su cargo el reconocimiento de las secuencias mencionadas anteriormente en los intrones y su posterior fijación. Luego se desarrollan una secuencia de pasos que determinan el clivaje y ligado de los intrones y exones 

SPLICING ALTERNATIVO.

Pueden producir distintas formas de 1 proteína a partir de un mismo gen. Existe una  ambigüedad en el intrón: el mecanismo estándar de spliceosoma que elimina los intrones es incapaz de diferenciar claramente entre 2 o más apareamientos alternativos de estos de maduración de 5’ a 3’ de tal modo que en ocasiones distintas toma decisiones distintas de formas fortuitas. (maduración alternativa constituida) se produce carias versiones de proteínas codificadas por el gen en todas las células en las que este se expresa.

MADURACION ALTERNATIVA REGULADA.

˜ Negativa: proteína reguladora que evita que la maquinaria acceda a la secuencia de maduración en el RNA.

˜ Positiva: proteínas reguladoras que dirige la maquinaria hacia una secuencia de procesamientos que de otra forma quedaría oculta.

ESPLICEOSOMA

El espliceosoma es una maquinaria extremadamente dinámica formada por RNA y Proteínas. Existen 5 ribonucleoproteínas pequeñas (snRNPs) que se ensamblan secuencialmente en el intrón;  primero se unen U1 y U2, después se ensambla con las anteriores el complejo tri-snRNP formado por U4, U6 y U5. Una vez formada y ensamblada al completo, la maquinaria de splicing no esta catalíticamente activa: deben desprenderse las snRNPs U1 y U4 para poder retirar el intrón en dos pasos consecutivos de trans-esterificación interna en los sitios de splicing 5´y 3´ 

El ensamblamiento del espliceosoma comienza con la unión de la snRNP U1 al sitio de splicing 5´y la unión de la snRNP U2. Ambos componentes de RNA (U1 y U2) se aparean base con base con las secuencias del pre-mRNA, consiguiéndose establecer una estructura secundaria en la que la adenosina que participará en la primera reacción de trans-esterificación sobresale de la doble hélice de RNA formada por U2 y el pre-mRNA. La adición  del complejo tri-snRNP U4-U6-U5 conlleva numerosas reorganizaciones de las interacciones RNA-RNA y RNA-proteínas. 

El siguiente paso es el desenrollamiento de U4 de U6 (figura 2) y el apareaminto base con base de U6 con U2  y con el extremo 5´del intrón, desplazando a la snRNP U1. De esta forma han quedado fuera del complejo U1 y U4, quedando el espliceosoma catalíticamente activo: el 2´-OH de la adenosina que sobresale queda posicionada en el espacio de forma adecuada para realizar el ataque nucleofílico al extremo 5´ del intrón. Tienen que ocurrir ciertas reorganizaciones  para acomodar a la pareja de la segunda trans-esterificación: la snRNP U5 ayuda en el posicionamiento correcto del extremo 3´-OH del exón 1 para el ataque nucleofílico al exón 2. Tras ligarse los exones y la liberación del mRNA y del lazo intrónico, el espliceosoma se desensambla y se vuelve a ensamblar para realizar una nueva ronda de splicing.

SPLICING AUTOCATALICO

Los científicos Thomas Cech y Sidney Altman pudieron demostrar que un intrón tiene una actividad catalítica de tipo enzimático, que lleva a cabo la escisión y el empalme. Aunque los RNA autocatalíticos no son comunes, luego se fueron encontrando otros ejemplos de este tipo de mecanismo de splicing en varios organismos, en general en RNA codificados por genes mitocondriales o de cloroplastos, en algunos genes nucleares de células eucariontes como protistas y en algunos genes de bacteriófagos.

Según Bruce M. Alberts "uno sospecha que un primer acontecimiento crucial fue la aparición de una molecula de RNA que podía catalizar su propia replicación”

Este tipo de mecanismo, la autocatálisis del RNA, fue observado por primera vez en los  protista