Procesamiento. Concepto de intrones, exones.

 

 

En procariontes los RNAm son inmediatamente funcionales. Los RNAt y RNAr se obtienen como precursores, los que requieren un procesamiento postranscripcional.

Este procesamiento se refiere básicamente a la eliminación de secuencias extras terminales, a la modificación de bases y a la adquisición de estructuras secundarias y terciarias.

 Los intrones son secuencias que se encuentran intercalando ó interviniendo la secuencia codificadora de un gen. Son característicos de genes eucariontes, aunque existen algunos ejemplos de genes procariontes que presentan intrones. Las secuencias codificadoras del gen se denominan exones.

Los intrones, descubiertos en 1977 en genomas de virus animales, se encuentran tanto en genes estructurales como también en aquellos genes que codifican para RNAt y RNAr.

 

Los intrones se transcriben junto a los exones, así el transcripto primario posee secuencias codificadoras, como también secuencias extras. Así, en eucariontes, ninguno de los productos transcripcionales es inmediatamente funcional, como ocurre con los RNAm procariontes.

Estas secuencias extras que corresponden a los intrones se eliminan a través de un mecanismo conocido como "splicing", que significa "corte" y "unión"

 

 

Comparación entre la longitud de RNAm y el transcripto inicial
 

Gen
mRNA tamaño
Longitud transcripto
Proporción
b - globina conejo 589 1295 2.2
a - globina ratón 585 850 1.5
Insulina I rata 443 562 1.3
Insulina II rata 443 1061 2.4
Ovoalbúmina pollo 1859 7500 4.0
Ovomucoide pollo 883 5600 6.3
Lisozima pollo 620 3700 6.0


 

Eliminación de intrones

Se han identificado diferentes tipos de mecanismos para el proceso de eliminación de intrones (splicing), identificándose diferentes grupos de intrones.

Intrones tipo I : son parte del transcripto primario de RNAr derivados del protozoo Tetrahymena. El intron es eliminado a través de una actividad autocatalítica del pre RNAr, que ocurre a través de dos reacciones nucleofílicas. Esto fue descubierto en 1982 por T. Cech y cols. A estas moléculas de RNA con actividad autocatalítica también se les llama ribozimas.

Intrones tipo II : también ocurriría por autoexcisión en transcriptos primarios de mitocondrias y cloroplastos, con la participación de estructuras secundarias formadas por plegamiento de los intrones.

Intrones tipo III : ocurre en pre RNAm. Estos intrones en comparación con el de otros RNAs pueden ser mucho más largos, hasta 20000 nucleótidos. Luego su eliminación requiere de un mecanismo más complejo, mediado por un "Spliceosome".

Estos intrones estarían limitados por secuencias comunes: GU en 5' y AG en 3'. Esto atraería a un complejo molecular, llamado "spliceosome" (40s en levadura; 60s en mamíferos). Uno de los componentes es un conjunto de RNAs pequeños nucleares, RNAsn, de 100 a 250 nucleótidos y como a menudo están acomplejados con proteínas, se les llama RNPsn. Como son ricos en Uridina, también se les ha llamado U1, U2, etc..

Figura 3.

El splicing de los pre RNAm puede ser de un solo tipo, originando siempre el mismo RNAm funcional o puede ser del tipo splicing alternativo. En este último caso, el mismo pre RNAm puede ser procesado de diferentes maneras, eliminándose en cada caso diferentes secuencias y originando diferentes RNAm funcionales, los que se traducirán en diferentes proteínas.

 

 

Para que un pre RNAm sea funcional, además de la eliminación de los intrones mediante el splicing se les debe agregar una secuencia de adeninas ó poliA en su extremo 3' y una estructura conocida como cap en el extremo 5'.

El cap es 7-metilguanosina (7mG), que se une a través de un enlace atípico 5' - 5'. Probablemente uno de sus roles sea proteger el extremo 5' del RNAm del ataque de nucleasas.

La secuencia de poliA puede incluir hasta 250 adeninas, las cuales se adicionan después del cap. Todos los RNAm eucariontes poseen poliA en su extremo 3', a excepción de los RNAm que codifican para histonas.

 

 

Edición de RNA

Es otra clase de modificación postranscripcional, descubierta a fines de 1980. Consiste en la modificación de la secuencia del pre RNAm. Se obtiene un RNAm funcional, donde la secuencia codificadora es diferente a la secuencia de los exones.

Hay dos tipos principales de edición de RNA: edición por substitución y edición por inserción/deleción

En la edición por substitución hay cambio de bases y ocurre en transcriptos nucleares, mitocondriales y en cloroplastos.

En la edición por inserción/deleción hay inserción ó deleción de nucleótidos; se ha observado en Trypanosoma en RNAs mitocondriales. Se ha descubierto un gRNA ó RNA guía que actúa de templado en esta edición.