El espliceosoma menor es un complejo de ribonucleoproteína que cataliza la eliminación ( empalme ) de una clase atípica de intrones espliceosomales (tipo U12) de los ARN mensajeros eucarióticos en plantas, insectos, vertebrados y algunos hongos ( Rhizopus oryzae ). Este proceso se denomina empalme no canónico, a diferencia del empalme canónico dependiente de U2. Los intrones de tipo U12 representan menos del 1% de todos los intrones en células humanas. Sin embargo, se encuentran en genes que realizan funciones celulares esenciales.
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Evidencia temprana
Una característica notable de los intrones de pre-ARNm nucleares eucariotas es el nivel relativamente alto de conservación de las secuencias primarias de los sitios de empalme 5 'y 3' en una gran variedad de organismos.
Entre 1989 y 1991, varios grupos informaron cuatro ejemplos independientes de intrones con un sitio de empalme que difería del intrón común:
- Gen de la proteína de la matriz del cartílago (CMP / MATN1) en humanos y pollos
- Proliferación del gen de la proteína nucleolar celular P120 (NOL1) en humanos
- Gen Rep3 de ratón, presuntamente involucrado en la reparación del ADN
- Gen de Drosophila prospero que codifica una proteína homeobox
En 1991, al comparar las secuencias de intrones de los genes P120 y CMP, IJ Jackson informó de la existencia de sitios de corte y empalme ATATCC (5 ') y YYCAC (3') en estos intrones. El hallazgo indicó un posible mecanismo de empalme novedoso.
En 1994, SL Hall y RA Padgett compararon la secuencia primaria de todos los informes sobre los cuatro genes mencionados anteriormente. Los resultados sugirieron un nuevo tipo de intrones con sitios de empalme ATATCCTT 5 'y sitios de empalme 3' de YCCAC y una secuencia TCCTTAAC casi invariante cerca del extremo 3 'de los intrones (denominado elemento 3' aguas arriba). Una búsqueda de pequeñas secuencias de ARN nuclear que sean complementarias a estos sitios de empalme sugirió que el snRNA U12 (coincide con la secuencia 3 ') y el snRNA U11 (coincide con la secuencia 5') son factores putativos involucrados en el empalme de este nuevo tipo de intrones.
En todos estos cuatro genes, el pre-ARNm contiene otros intrones cuyas secuencias se ajustan a las de los intrones de la clase principal. No se conserva ni el tamaño ni la posición del intrón AT-AC dentro del gen del huésped.
En 1996, Woan-Yuh Tarn y Joan A. Steitz describieron un sistema in vitro que empalma un sustrato de pre-ARNm que contiene un intrón AT-AC derivado del gen humano P120. El entrecruzamiento de psoralen confirma la interacción de emparejamiento de bases predicha por Hall y Padgett entre el sitio de ramificación del sustrato de pre-ARNm y el ARN U12. La electroforesis en gel nativo revela que los snRNP de U11, U12 y U5 se ensamblan en el pre-ARNm de P120 para formar complejos de empalme.
Estructura de los intrones de tipo U12
Aunque originalmente se denominó intrones AT-AC, no todos estos intrones están delimitados por dinucleótidos AT-AC. Algunos de ellos tienen extremos GT-AG o AT-AG, al menos. Así, es más correcto hablar de la maquinaria de empalme que se utiliza para procesarlos, diferenciando entre tipo U2 (canónico o mayor) y tipo U12 (no canónico o menor). Los principales determinantes para distinguir los intrones de tipo U2 y U12 son el sitio de corte y empalme 5 'y las secuencias del sitio de ramificación. [1]
El espliceosoma menor consta de U11 , U12 , U4atac y U6atac , junto con U5 y un número desconocido de proteínas que no son snRNP. Los snRNP de U11, U12 y U4atac / U6atac son análogos funcionales de los snRNP de U1 , U2 y U4 / U6 en el espliceosoma principal. [2] [3] [4] [5] [6] Aunque los snRNA menores de U4atac y U6atac son análogos funcionales de U4 y U6, respectivamente, comparten sólo una homología de secuencia limitada (c. 40%). Además, la secuencia de U11 en comparación con U1, así como U12 en comparación con U2, no tienen ninguna relación. A pesar de este hecho, los snRNA menores de U11, U12, U4atac y U6atac se pueden plegar en estructuras similares a U1, U2, U4 y U6, respectivamente. [7]
Ubicación de actividad espliceosomal menor
La mayoría de los expertos consideran que la ubicación de la actividad espliceosomal para el espliceosoma de clase menor está en el núcleo. [ cita requerida ] Sin embargo, un solo artículo ha afirmado que el espliceosoma menor está activo en el citosol. [8] Los datos presentados en este documento no son completamente aceptados dentro del campo y contradicen directamente muchos otros documentos.
Evolución
Al igual que el espliceosoma principal, el espliceosoma menor tuvo un origen temprano: varios de sus constituyentes característicos están presentes en organismos representativos de todos los supergrupos eucariotas para los que existe información sustancial sobre la secuencia del genoma. Además, los elementos de secuencia funcionalmente importantes contenidos en intrones de tipo U12 y snRNA se conservan en gran medida durante la evolución.
Ver también
Referencias
Artículos de revisión:
- Turunen, JJ, Niemelä, EH, Verma, B. y Frilander, M. J (enero-febrero de 2013). "El otro significativo: empalme por el espliceosoma menor" . Revisiones interdisciplinarias de Wiley: ARN . 4 (1): 61–76. doi : 10.1002 / wrna.1141 . PMC 3584512 . PMID 23074130 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ) Revisar.
- Will CL, Lührmann R (agosto de 2005). "Empalme de una clase rara de intrones por el espliceosoma dependiente de U12". Biol. Chem . 386 (8): 713–24. doi : 10.1515 / BC.2005.084 . PMID 16201866 . Revisar.
Papeles clásicos:
- Jackson IJ (25 de julio de 1991). "Una reevaluación de los sitios de empalme de ARNm sin consenso" . Ácidos nucleicos Res . 19 (14): 3795–8. doi : 10.1093 / nar / 19.14.3795 . PMC 328465 . PMID 1713664 .
- Hall SL, Padgett RA (1994). "Secuencias conservadas en una clase de intrones nucleares eucariotas raros con sitios de empalme sin consenso". J. Mol. Biol . 239 (3): 357–65. doi : 10.1006 / jmbi.1994.1377 . PMID 8201617 .
- Tarn WY, Steitz JA (8 de marzo de 1996). "Un nuevo espliceosoma que contiene snRNPs U11, U12 y U5 escinde un intrón de clase menor (AT-AC) in vitro ". Celular . 84 (5): 801-11. doi : 10.1016 / S0092-8674 (00) 81057-0 . PMID 8625417 .
- Russell AG, Charette JM, Spencer DF, Gray MW (19 de octubre de 2006). "Un origen evolutivo temprano para el espliceosoma menor". Naturaleza . 443 (7113): 863–6. doi : 10.1038 / nature05228 . PMID 17051219 .
Otras referencias:
- ^ Dietrich RC, Incorvaia R, Padgett RA (1997). "Las secuencias de dinucleótidos de intrón terminal no distinguen entre intrones dependientes de U2 y U12". Célula molecular . 1 (1): 151–160. doi : 10.1016 / S1097-2765 (00) 80016-7 . PMID 9659912 .
- ^ Hall SL, Padgett RA (1996). "Requisito de snRNA U12 para el empalme in vivo de una clase menor de intrones pre-mRNA nucleares eucariotas". Ciencia . 271 (5256): 1716–8. doi : 10.1126 / science.271.5256.1716 . PMID 8596930 .
- ^ Tarn WY, Steitz JA (1996). "Un nuevo espliceosoma que contiene snRNPs U11, U12 y U5 escinde un intrón de clase menor (AT-AC) in vitro ". Celular . 84 (5): 801-11. doi : 10.1016 / S0092-8674 (00) 81057-0 . PMID 8625417 .
- ^ Kolossova I, Padgett RA (1997). "U11 snRNA interactúa in vivo con el sitio de empalme 5 'de intrones de pre-mRNA dependientes de U12 (AU-AC)" . ARN . 3 (3): 227–33. PMC 1369475 . PMID 9056760 .
- ^ Yu YT, Steitz JA (1997). "Entrecruzamiento específico del sitio de mamíferos U11 y U6atac al sitio de empalme 5 'de un intrón AT-AC" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 94 (12): 6030–5. doi : 10.1073 / pnas.94.12.6030 . PMC 20995 . PMID 9177163 .
- ^ Incorvaia R, Padgett RA (1998). "Se requiere el emparejamiento de bases con ARNrn de U6atac para la activación del sitio de empalme 5 'de intrones dependientes de U12 in vivo" . ARN . 4 (6): 709-18. doi : 10.1017 / S1355838298980207 . PMC 1369652 . PMID 9622129 .
- ^ Tarn WY, Steitz JA (1996). "RNA nucleares pequeños U4 y U6 altamente divergentes necesarios para empalmar intrones AT-AC raros". Ciencia . 273 (5283): 1824–32. doi : 10.1126 / science.273.5283.1824 . PMID 8791582 .
- ^ König H, Matter N, Bader R, Thiele W, Müller F (16 de noviembre de 2007). "Segregación de empalme: el espliceosoma menor actúa fuera del núcleo y controla la proliferación celular". Celular . 131 (4): 1718–29. doi : 10.1016 / j.cell.2007.09.043 . PMID 18022366 .