Adición del protector en ppp-5′
Los RNAm eucariontes maduros poseen un protector que se agrega enzimáticamente y que consiste en un residuo de 7-metilguanosina unido en el extremo inicial (5′) por un enlace trifosfato (5′ppp-5′) (fi g. 4-15).
La estructura del protector de los RNAm eucariontes se puede encontrar en tres formas:
0: no tiene modifi caciones (forma predominante en organismos eucariontes unicelulares).
1: el nucleótido líder está 02′metilado (forma predomi-
nante en organismos multicelulares).
2: los dos primeros nucleótidos están 02′metilados.
El protector se une por una guanililtransferasa especí- fi ca; después de ≈ 20 nucleótidos, defi ne el sitio de inicio Figura 4-13 Mecanismo de la modifi cación postranscrip-
cional del RNAr.
S-adenosilmetionina (SAM)
de la traducción. Si el nucleótido líder es adenosina (por lo general es una purina), puede estar también metilada en posición N6.
Adición del poliadenilato (poli A) en OH-3′
Los RNAm eucariontes a diferencia de los procariontes son siempre monocistrónicos; esto quiere decir que con-
tienen información únicamente para un gen, a diferencia de los operones procariontes. La señal de terminación de la transcripción en los eucariontes no se ha determinado con precisión, debido a que el proceso es impreciso, es decir, los transcritos primarios de los genes estructurales tienen secuencias 3′ heterogéneas. A pesar de lo anterior, los RNAm maduros presentan secuencias 3′ defi nidas; casi todos ellos terminan en colas de poli A de 20 a 50 nucleótidos, que no son necesarios para la transcripción in vitro. Las colas de poli A se unen a la proteína de unión al poli A (PABP), lo que genera una ribonucleoproteína. PABP protege al RNAm y su presencia reduce la velocidad de degradación del RNAm (fi g. 4-16).
La mutación de la cola de poli A de un transcrito pre- senta una vida media (t1/2) menor a 30 min en el citoplas- ma; por el contrario, el mismo transcrito con su cola de poli A tiene una t1/2 que varía de horas a días. Esta cola se agrega al transcrito primario en dos reacciones.
1. El transcrito se corta en una posición entre 15 y 25 nucleótidos, pasando una secuencia conservada AAUAAA, que, al mutarse, inhibe el corte y la poli- adenilación.
2. La cola de poli A se genera a partir de ATP, gracias a la catálisis de la polimerasa de poli A.
Adición del RNAm
La mayor diferencia entre los genes estructurales euca- riontes y procariontes es que las secuencias de la mayoría de los genes eucariontes combinan secuencias de expre- sión con secuencias de no expresión. Los transcritos pri- marios son muy heterogéneos en longitud, desde ≈ 2 000 hasta más de 20 000 nucleótidos y son mucho más largos de lo que se esperaría para el tamaño de las proteínas que producen.
La longitud de los intrones en los vertebrados varía entre ≈ 65 y ≈ 200 000 nucleótidos con periodicidad no Pi fosfohidrolasa PPi guanililtransferasa Guanino-7-metiltransferasa 2‘0-metiltransferasa metilos metilo 7-metilguanilato Base 1 Base 2 Base 3
Figura 4-15 Proceso de maduración del RNAm a través de la adición del protector (cap) en la termi- nal 5‘. aataaa aataaa 5´ 5´ 5´ RNAm RNAm de poli A -gccccctttcacctccag agtgccac Endonuclesa Polimerasa de poli A 3´ 3´ Señal de poli A
Regulación de la transcripción 57
obvia. La formación del RNAm eucarionte comienza con la transcripción del gen estructural completo, que inclu- ye a los intrones formando el pre-RNAm; después viene la adición del protector en el extremo ppp5′ y la del poli A en OH-3′; luego, se cortan los intrones y se pegan los exones, dando origen al RNAm maduro. Este proceso de ajuste (corte y empalme) se hace con mucha precisión, pues si se deja o corta una base de más, la proteína que se produce puede no ser funcional; los exones nunca se mueven de lugar, tienen el mismo orden en el RNAm maduro que en el gen.
La comparación de los sitios de unión de los intrones y exones de muchos genes eucariontes indica que tienen un alto grado de homología.
Breathnach y Chambon describieron por primera vez una región invariable GU en la unión 5′ del intrón y una región AG en la unión 3′. Estas señales son necesarias y sufi cientes para defi nir el proceso de ajuste (corte y empalme) (edición) de las uniones.
¿Cómo es el reconocimiento entre exones? Parte de la respuesta se debe a experimentos realizados por Steiz. Desde 1960 se conoce que el núcleo contiene numerosas copias de diferentes RNA muy conservados que varían entre 60 y 300 nucleótidos y que se denominan RNA nucleares pequeños (RNAnp). Estas moléculas forman complejos con pequeñas proteínas. A estos complejos se les denomina ribonucleoproteínas nucleares peque- ñas (RNPnp). Steiz reconoció que una de estas proteínas
(U1-RNAnp, así llamada porque pertenece a la subfamila de RNAnp ricos en U), es parcialmente complementaria a la secuencia consenso de la unión 5′. Hay otras RNPnp: U2-RNAnp, U4-U6 y U5-RNAnp, que juntas forman el edi- tosoma que tiene entre 50 y 60S. Esta molécula consiste en 5 RAN y al menos 50 polipéptidos; es comparable en tamaño y complejidad con la subunidad grande (50S) del ribosoma de E. coli que consta de 2 RNA y 31 polipépti- dos. Al parecer, el proceso consiste en la escisión de los intrones de manera individual en dirección 5′ → 3′ (fi g. 4-17).
Metilación
Durante o poco tiempo después de la síntesis de los pre- RNAm de vertebrados, ≈ 0.1% de los residuos de A están metilados en la posición N6. Estos m6As tienden a ocurrir
en secuencia RRm6ACX, en donde X es rara vez una G. La
función de este proceso se desconoce, pero una gran can- tidad de estos residuos forma parte del RNAm maduro.