Se ha identificado una amplia variedad de ARN no codificantes en varias especies de organismos conocidos por la ciencia. Sin embargo, también se han identificado ARN en secuencias " metagenómicas " derivadas de muestras de ADN o ARN extraídas del medio ambiente, que contienen especies desconocidas. El trabajo inicial en esta área detectó homólogos de ARN bacterianos conocidos en tales muestras de metagenoma. [1] [2] Muchas de estas secuencias de ARN eran distintas de las secuencias dentro de bacterias cultivadas y brindan la posibilidad de obtener información adicional sobre las clases de ARN a las que pertenecen.
Las distintas secuencias ambientales se aprovecharon para detectar ARN previamente desconocidos en la bacteria marina Pelagibacter ubique . P. ubique es extremadamente común en secuencias marinas. De modo que las secuencias de ADN extraídas de los océanos , muchas de las cuales derivan inevitablemente de especies relacionadas con P. ubique , se aprovecharon para facilitar el análisis de posibles estructuras secundarias de ARN predichas en esta especie. [3]
Estudios posteriores identificaron nuevos ARN utilizando exclusivamente secuencias extraídas de muestras ambientales. El primer estudio determinó las secuencias de ARN extraídas directamente de la biomasa microbiana en el Océano Pacífico . [4] Las investigaciones encontraron que una gran fracción del total de moléculas de ARN extraídas no parecían codificar proteínas , sino que, en cambio, parecían conservar estructuras secundarias de ARN consistentes. Se demostró que varios de estos pertenecen a familias de secuencias de ARN pequeñas conocidas, incluidos los riboswitches . Una fracción mayor de estos ARN pequeños microbianos parecía representar ARN pequeños no codificantes nuevos, aún no descritos en ninguna base de datos. Un segundo estudio utilizó secuencias de ADN extraídas de varios entornos e infirió la presencia de estructuras secundarias de ARN conservadas entre algunas de estas secuencias. [5] Ambos estudios identificaron ARN que no estaban presentes en las secuencias del genoma disponibles en ese momento de ningún organismo conocido y determinaron que algunos de los ARN eran notablemente abundantes. [4] [5] De hecho, dos de las clases de ARN (el motivo ARN IMES-1 y el motivo ARN IMES-2 ) excedieron los ribosomas en número de copias, lo cual es extremadamente inusual entre los ARN en bacterias. También se determinó que los ARN de IMES-1 son muy abundantes cerca de la costa en el Océano Atlántico utilizando diferentes técnicas.
Los ARN que se identificaron en muestras de secuencia ambiental incluyen los motivos de ARN IMES-1 , IMES-3 , IMES-4 , Whalefall-1 , potC , Termite- flg y Gut-1 . Estas estructuras de ARN no se han detectado en el genoma de ninguna especie conocida. El motivo de ARN de IMES-2 , el motivo de ARN de GOLLD y el motivo de ARN de manA se descubrieron utilizando muestras de secuencia de ADN o ARN ambientales , y están presentes en un pequeño número de especies conocidas. Se prevén ARN no codificantes adicionales en ambientes marinos, [4] aunque no se han publicado estructuras secundarias conservadas específicas para estos otros candidatos. Otras estructuras de ARN conservadas se detectaron originalmente usando datos de secuencia ambiental, por ejemplo, el motivo de ARN glnA , pero posteriormente se detectaron en numerosas especies de bacterias cultivadas.
El descubrimiento de ARN que no se detectan entre las especies actualmente conocidas refleja los hallazgos de clases de proteínas que actualmente son exclusivas de las muestras ambientales. [6]
Referencias
- ^ Kazanov MD, Vitreschak AG, Gelfand MS (2007). "Abundancia y diversidad funcional de riboswitches en comunidades microbianas" . BMC Genomics . 8 : 347. doi : 10.1186 / 1471-2164-8-347 . PMC 2211319 . PMID 17908319 .
- ^ Barrick JE, Breaker RR (2007). "Las distribuciones, mecanismos y estructuras de los ribointerruptores de unión a metabolitos" . Genome Biol . 8 (11): R239. doi : 10.1186 / gb-2007-8-11-r239 . PMC 2258182 . PMID 17997835 .
- ^ Meyer MM, Ames TD, Smith DP y col. (2009). "Identificación de ARN estructurados candidatos en el organismo marino 'Candidatus Pelagibacter ubique ' " . BMC Genomics . 10 : 268. doi : 10.1186 / 1471-2164-10-268 . PMC 2704228 . PMID 19531245 .
- ^ a b c Shi Y, Tyson GW, DeLong EF (mayo de 2009). "La metatranscriptómica revela pequeños ARN microbianos únicos en la columna de agua del océano". Naturaleza . 459 (7244): 266–9. doi : 10.1038 / nature08055 . PMID 19444216 .
- ^ a b Weinberg Z, Perreault J, Meyer MM, Breaker RR (diciembre de 2009). "ARN no codificantes estructurados excepcionales revelados por análisis del metagenoma bacteriano" . Naturaleza . 462 (7273): 656–9. doi : 10.1038 / nature08586 . PMC 4140389 . PMID 19956260 .
- ^ Yooseph S, Sutton G, Rusch DB y col. (Marzo de 2007). "La expedición Sorcerer II Global Ocean Sampling: expandiendo el universo de familias de proteínas" . PLoS Biol . 5 (3): e16. doi : 10.1371 / journal.pbio.0050016 . PMC 1821046 . PMID 17355171 .