ARN no codificante


Un ARN no codificante ( ncRNA ) es una molécula de ARN que no se traduce en una proteína . La secuencia de ADN a partir de la cual se transcribe un ARN no codificante funcional a menudo se denomina gen de ARN . Los tipos abundantes y funcionalmente importantes de ARN no codificantes incluyen ARN de transferencia (ARNt) y ARN ribosomal (ARNr), así como ARN pequeños como microARN , siARN , piARN , snoARN , snARN , exARN , scaARN y elARNnc largos como Xist y HOTAIR .

Se desconoce el número de ARN no codificantes dentro del genoma humano; sin embargo, estudios transcriptómicos y bioinformáticos recientes sugieren que hay miles de ellos. [1] [2] [3] [4] [5] [6] Muchos de los ncRNA recién identificados no han sido validados para su función. [7] También es probable que muchos ncRNA no sean funcionales (a veces denominados ARN basura ) y sean el producto de una transcripción espuria. [8] [9]

Los ácidos nucleicos fueron descubiertos por primera vez en 1868 por Friedrich Miescher [10] y en 1939 el ARN se había implicado en la síntesis de proteínas . [11] Dos décadas más tarde, Francis Crick predijo un componente de ARN funcional que mediaba la traducción ; Razonó que el ARN se adapta mejor al par de bases con una transcripción de ARNm que con un polipéptido puro . [12]

El primer ARN no codificante que se caracterizó fue un ARNt de alanina encontrado en la levadura de panadería , su estructura se publicó en 1965. [13] Para producir una muestra de ARNt de alanina purificada, Robert W. Holley et al. usó 140 kg de levadura de panadería comercial para dar solo 1 g de tRNA Ala purificado para el análisis. [14] El ARNt de 80 nucleótidos se secuenció primero digiriéndolo con ribonucleasa pancreática (produciendo fragmentos que terminan en citosina o uridina ) y luego con takadiastasa ribonucleasa Tl (produciendo fragmentos que terminaron enguanosina ). La cromatografía y la identificación de los extremos 5' y 3' ayudaron a organizar los fragmentos para establecer la secuencia de ARN. [14] De las tres estructuras propuestas originalmente para este ARNt, [13] la estructura de "hoja de trébol" se propuso de forma independiente en varias publicaciones posteriores. [15] [16] [17] [18] La estructura secundaria de la hoja de trébol se finalizó después de un análisis de cristalografía de rayos X realizado por dos grupos de investigación independientes en 1974. [19] [20]

El ARN ribosomal fue el siguiente en ser descubierto, seguido por URNA a principios de la década de 1980. Desde entonces, el descubrimiento de nuevos ARN no codificantes ha continuado con snoRNAs , Xist , CRISPR y muchos más. [21] Las adiciones notables recientes incluyen riboswitches y miRNA ; el descubrimiento del mecanismo de ARNi asociado con este último le valió a Craig C. Mello y Andrew Fire el Premio Nobel de Fisiología o Medicina de 2006 . [22]

Los descubrimientos recientes de ncRNAs se han logrado a través de métodos experimentales y bioinformáticos .


Las funciones de los ARN no codificantes en el dogma central de la biología molecular : las ribonucleoproteínas se muestran en rojo, los ARN no codificantes en azul.
La estructura de hoja de trébol de Phe de ARNt de levadura ( recuadro ) y la estructura 3D determinada por análisis de rayos X.
Estructura atómica de la subunidad 50S de Haloarcula marismortui . Las proteínas se muestran en azul y las dos cadenas de ARN en naranja y amarillo. [26] La pequeña mancha verde en el centro de la subunidad es el sitio activo.
Imágenes de microscopía electrónica del spliceosoma de levadura. Tenga en cuenta que la mayor parte del complejo es, de hecho, ncRNA.
La proteína autoantígena Ro (blanca) se une al extremo de un ARN Y bicatenario (rojo) y un ARN monocatenario (azul). (PDB: 1YVP [1] ). [29]