Empalme de proteínas
El empalme de proteínas es una reacción intramolecular de una proteína particular en la que un segmento interno de proteína (llamado inteína ) se elimina de una proteína precursora con una ligadura de proteínas externas C-terminal y N-terminal (llamadas exteínas ) en ambos lados. La unión de empalme de la proteína precursora es principalmente una cisteína o una serina , que son aminoácidos que contienen una cadena lateral nucleófila . Las reacciones de empalme de proteínas que se conocen ahora no requieren cofactores exógenos o fuentes de energía como el trifosfato de adenosina (ATP) otrifosfato de guanosina (GTP). Normalmente, el empalme se asocia solo con el empalme de pre-ARNm . Esta proteína precursora contiene tres segmentos: una N-exteína seguida de la inteína seguida de una C-exteína . Una vez que ha tenido lugar el empalme, la proteína resultante contiene la exteína N unida a la exteína C; este producto de empalme también se denomina exteína.
La primera inteína se descubrió en 1988 a través de la comparación de secuencias entre la ATPasa vacuolar de Neurospora crassa [1] y zanahoria [2] (sin inteína) y el gen homólogo en la levadura (con inteína) que se describió por primera vez como un supuesto transportador de iones de calcio . [3] En 1990 Hirata et al. [4] demostraron que la secuencia adicional en el gen de la levadura se transcribió en ARNm y se eliminó de la proteína huésped solo después de la traducción. Desde entonces, se han encontrado inteínas en los tres dominios de la vida (eucariotas, bacterias y arqueas) y en virus .
El empalme de proteínas no se anticipó y sus mecanismos fueron descubiertos por dos grupos (Anraku [5] y Stevens [6] ) en 1990. Ambos descubrieron un Saccharomyces cerevisiae VMA1 en un precursor de una enzima vacuolar H + - ATPasa . La secuencia de aminoácidos de los extremos N y C correspondía al 70 % de la secuencia de ADN de una H + -ATPasa vacuolar de otros organismos, mientras que la secuencia de aminoácidos de la posición central correspondía al 30 % de la secuencia de ADN total de la nucleasa HO de levadura .
Muchos genes tienen segmentos codificadores de inteínas no relacionados insertados en diferentes posiciones. Por estas y otras razones, los inteins (o más correctamente, los segmentos de genes que codifican inteins) a veces se denominan elementos genéticos egoístas , pero puede ser más exacto llamarlos parásitos . De acuerdo con la visión de la evolución centrada en los genes, la mayoría de los genes son "egoístas" solo en la medida en que compiten con otros genes o alelos , pero generalmente cumplen una función para los organismos, mientras que los "elementos genéticos parásitos", al menos inicialmente, no hacen una función. contribución positiva a la aptitud del organismo. [7] [8]
Dentro de la base de datos de todas las inteínas conocidas ( [1] ), 113 inteínas conocidas están presentes en eucariotas con una longitud mínima de 138 aminoácidos y una longitud máxima de 844 aminoácidos. La primera inteína se encontró codificada dentro del gen VMA de Saccharomyces cerevisiae . Posteriormente se encontraron en hongos (ascomicetos, basidiomicetos, zigomicetos y quítridos) y también en diversas proteínas. Se ha descrito que una proteína relacionada lejanamente con proteínas que contienen inteínas conocidas, pero estrechamente relacionada con proteínas hedgehog de metazoos , tiene la secuencia de inteínas de Glomeromycota. Muchas de las inteínas recientemente descritas contienen endonucleasas autodirigidas y algunas de ellas son aparentemente activas. [9] La abundancia de inteína en hongos indica transferencia lateralde genes que contienen inteína. Mientras que en eubacterias y arqueas, hay 289 y 182 inteínas conocidas actualmente. No es sorprendente que la mayor parte de la inteína en las eubacterias y las arqueas se encuentre insertada en la proteína metabólica del ácido nucleico, como los hongos. [9]
