La desintegración continua (NSD) es un mecanismo celular de vigilancia del ARNm para detectar moléculas de ARNm que carecen de un codón de parada y evitar que estos ARNm se traduzcan. La vía de desintegración ininterrumpida libera ribosomas que han alcanzado el extremo 3 ' lejano de un ARNm y guía el ARNm hacia el complejo exosómico o hacia la ARNasa R en las bacterias para su degradación selectiva. [1] [2] En contraste con la desintegración mediada por sinsentidos (NMD), los polipéptidos no se liberan del ribosoma y, por lo tanto, la NSD parece involucrar factores de desintegración de ARNm distintos de la NMD. [3]
Decaimiento continuo (NSD)
La desintegración continua (NSD) es una vía celular que identifica y degrada las transcripciones de ARNm aberrantes que no contienen un codón de terminación adecuado. Los codones de parada son señales en el ARN mensajero que indican el fin de la síntesis de proteínas. Las transcripciones aberrantes se identifican durante la traducción cuando el ribosoma se traduce en la cola poli A en el extremo 3 'del ARNm. Puede producirse una transcripción ininterrumpida cuando las mutaciones puntuales dañan el codón de parada normal. Además, es más probable que algunos eventos transcripcionales preserven la expresión génica en una escala menor en estados particulares.
La vía NSD descarga ribosomas que se han estancado en el extremo 3 'del ARNm y dirige el ARNm al complejo de exosomas en eucariotas o ARNasa R en bacterias. Una vez que se dirigen a sus sitios apropiados, las transcripciones se degradan. El mecanismo NSD requiere la interacción del exosoma de ARN con el complejo Ski, una estructura de múltiples proteínas que incluye la helicasa Ski2p y (en particular) Ski7p. La combinación de estas proteínas y la posterior formación de complejos activa la degradación de ARNm aberrantes. Se cree que Ski7p se une al ribosoma estancado en el extremo 3 'de la cola del poli (A) del ARNm y recluta el exosoma para degradar el ARNm aberrante. Sin embargo, en células de mamíferos, no se encuentra Ski7p, e incluso la presencia del mecanismo NSD en sí ha permanecido relativamente poco clara. Se descubrió que la isoforma de corte y empalme corto de HBS1L (HBS1LV3) era el homólogo humano de Ski7p buscado durante mucho tiempo, que une los complejos de exosoma y SKI. Recientemente, se ha informado que la NSD también ocurre en células de mamíferos, aunque a través de un sistema ligeramente diferente. En los mamíferos, debido a la ausencia de Ski7, la GTPase Hbs1, así como su socio de unión Dom34, se identificaron como reguladores potenciales de la descomposición. Juntos, Hbs1 / Dom34 son capaces de unirse al extremo 3 'de un ARNm mal regulado, lo que facilita la disociación de los ribosomas inactivos o que funcionan mal para reiniciar el proceso de traducción. Además, una vez que el complejo Hbs1 / Dom34 se ha disociado y reciclado un ribosoma, también se ha demostrado que recluta el complejo exosoma / Ski.
Liberación del ribosoma
En las bacterias, la transtraducción, un mecanismo altamente conservado, actúa como un contraataque directo a la acumulación de ARN continuo, induciendo la descomposición y liberando el ribosoma mal regulado. Descubierto originalmente en Escherichia coli , el proceso de transtraducción es posible gracias a las interacciones entre el ARN mensajero de transferencia (tmRNA) y la proteína cofactor SmpB, que permite la unión estable del tmRNA al ribosoma estancado. [4] El modelo actual de tmRNA establece que tmRNA y SmpB interactúan juntos para imitar el tRNA. La proteína SmpB reconoce el punto de estancamiento y dirige al ARNtm para que se una al sitio ribosómico A. [4] Una vez unido, SmpB se involucra en una reacción de transpeptidación con la cadena polipeptídica que funciona incorrectamente a través de la donación de alanina cargada. [4] A través de este proceso, la secuencia de ARNm bloqueada y defectuosa se reemplaza por la secuencia de ARN de SmpB, que codifica la adición de una etiqueta de 11 aminoácidos en el extremo C-terminal del ARNm, que promueve la degradación. [4] La porción modificada de ARN, junto con la etiqueta de aminoácidos, se traducen y demuestran características incompletas, lo que alerta y permite que las proteasas intracelulares eliminen estos fragmentos de proteínas dañinos, lo que hace que los ribosomas estancados en el ARNm dañado reanuden su función. [4]
Degradación de ARNm
Muchas enzimas y proteínas juegan un papel en la degradación del ARNm. Por ejemplo, en Escherichia coli hay tres enzimas: ARNasa II, PNPasa y ARNasa R. [3] La ARNasa R es una exoribonucleasa 3'-5 'que se recluta para degradar un ARNm defectuoso. [5] La RNasa R tiene dos dominios estructurales, un dominio putativo de hélice-giro-hélice (HTH) N-terminal y un dominio de lisina C-terminal (rico en K). [6] Estos dos dominios son exclusivos de la RNasa R y se atribuyen como factores determinantes de la selectividad y especificidad de la proteína. [7] Se ha demostrado que el dominio rico en K está involucrado en la degradación del ARNm continuo. [6] Estos dominios no están presentes en otras RNasas. Tanto la RNasa II como la RNasa R son miembros de la familia RNR y comparten una similitud notable en la arquitectura de la secuencia primaria y del dominio. [2] Sin embargo, la ARNasa R tiene la capacidad de degradar eficazmente el ARNm, mientras que la ARNasa II tiene menos eficacia en el proceso de degradación. Sin embargo, la mecánica específica de la degradación del ARNm a través de la ARNasa R sigue siendo un misterio. [5]
Ver también
- Decaimiento mediado por tonterías , otro mecanismo de vigilancia del ARNm
- vigilancia de ARNm
Referencias
- ^ Vasudevan; Peltz, SW; Wilusz, CJ; et al. (2002). "Decaimiento continuo - una nueva vía de vigilancia de ARNm". BioEssays . 24 (9): 785–8. doi : 10.1002 / bies.10153 . PMID 12210514 .
- ^ a b Venkataraman, K; Guja, KE; García-Díaz, M; Karzai, AW (2014). "Desintegración de ARNm sin parar: un atributo especial del rescate de ribosomas mediado por trans-traducción" . Fronteras en microbiología . 5 : 93. doi : 10.3389 / fmicb.2014.00093 . PMC 3949413 . PMID 24653719 .
- ^ a b Wu, X; Brewer, G (2012). "La regulación de la estabilidad del ARNm en células de mamíferos: 2.0" . Gene . 500 (1): 10-21. doi : 10.1016 / j.gene.2012.03.021 . PMC 3340483 . PMID 22452843 .
- ↑ a b c d e Karzai, A. Wali; Roche, Eric D .; Sauer, Robert T .; (2000). “El sistema SsrA-SmpB para etiquetado de proteínas, degradación dirigida y rescate de ribosomas”. Naturaleza, Biología Estructural. 7: 449-455.
- ^ a b Alberts, Bruce (2002). Biología molecular de la célula 4ª edición . Nueva York: Garland Science. ISBN 978-0-8153-3218-3.
- ^ a b Vasudevan, Shobha; Peltz, Stuart W .; Wilusz, Carol J. (septiembre de 2002). "Decaimiento continuo - una nueva vía de vigilancia de ARNm". BioEssays . 24 (9): 785–788. doi : 10.1002 / bies.10153 . ISSN 0265-9247 . PMID 12210514 .
- ^ Ge, Zhiyun; Mehta, Preeti; Richards, Jamie; Wali Karzai, A. (27 de septiembre de 2010). "La desintegración continua del ARNm se inicia en el ribosoma" . Microbiología molecular . 78 (5): 1159-1170. doi : 10.1111 / j.1365-2958.2010.07396.x . PMC 3056498 . PMID 21091502 .
enlaces externos
- Catabolismo de ARNm de levadura