Tema 7. Descodificació de la informació: traducció (2015)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Pompeu Fabra (UPF)
Grado Medicina - 2º curso
Asignatura Bioquímica II
Año del apunte 2015
Páginas 16
Fecha de subida 04/02/2015
Descargas 15
Subido por

Vista previa del texto

Tema 7. Descodificació de la informació: traducció 1. ELUCIDACIÓ DEL CODI GENÈTIC La traducció és un procés que consisteix en canviar del llenguatge de bases nitrogenades a un llenguatge d’aminoàcids.
Cada triplet de bases nitrogenades equival a un aminoàcid i les equivalències estan recollides en taules. Donat que el nostre codi genètic està constituït per 4 bases nitrogenades diferents, les possibles combinacions donen lloc a 64 codons, però només hi ha 20 aminoàcids. Per aquest motiu el codi genètic és redundant, diferents triplets codifiquen pel mateix aminoàcid.
Això es deu a una degeneració del codi genètic que minimitza els errors perjudicials de les mutacions. Observem que només hi ha dos aminoàcids (metionina i triptòfan) que siguin codificats per un únic codó mentre que leucina, arginina i serina estan codificades per 6 codons diferents.
La possibilitat de que 20 dels 64 triplets possibles codifiquessin pels 20 aminoàcids i que la resta de codons fossin senyals de fi de traducció va descartar-se ja que en aquest cas la introducció d’una mutació podria modificar molt fàcilment la proteïna escurçant-la i fent-la no funcional.
El codi genètic és universal, és a dir, és igual per totes les espècies, tot i que trobem excepcions en mitocondris i protozous. Entre les diferents espècies si que hi ha diferent codon usage, és a dir, que el percentatge de cada possible codó que s’utilitza per codificar per un aminoàcid pot variar.
El procés de traducció és dut a terme pels ribosomes que s’uneixen a la seqüència ShineDalgarno en procariotes i a la seqüència capping en eucariotes. Aquestes seqüències es localitzen anteriors al senyal d’inici de traducció, el triplet AUG que codifica per metionina. Els STOP codons, que són els senyals de fi de traducció, són UGA, UAA i UAG.
Els tRNA presenten anticodons específics als diferents codons i són els encarregats de transportar l’aminoàcid pel que codifiquen. Alguns tRNAs, però, poden reconèixer més d’un codó gràcies a que la unió entre l’ultima bases del codó i la primera de l’anticodó no té perquè ser exacta. Això s’observa en la prolina, que és codificada per quatre codons que varien únicament en l’última base. Això s’anomena regla del balanceig o wobbling.
2. COMPONENTS DEL PROCÉS DE TRADUCCIÓ Estructura bàsica d’un mRNA procariota Habitualment les cèl·lules procariotes presenten mRNA policistrònic amb varis codons d’inici i per tant vàries seqüències Shine-Dalgarno, com s’havia vist anteriorment per l’operó lactosa.
Aquesta seqüència pot ser més o menys exacta permetent una major o menor afinitat pel ribosoma. D’aquesta manera és possibles que les diferents proteïnes es sintetitzin en diferents quantitats.
69 A les diferents seqüències de mRNA flanquejades per codons d’inici i detenció se les denomina marcs de lectura.
L’operó lactosa, mostrat a la imatge següent, presenta tres marcs de lectura que es corresponen als gens lac z, y i a. En la regió 5’ de cada senyal d’inici s’observen les seqüències Shine-Dalgarno, seqüències riques en A i G que permeten l’alineació del mRNA en el ribosoma perquè la traducció comenci en el punt adequat.
Molècules de tRNA Les molècules de tRNA tenen una longitud d’entre 70 i 93 nucleòtids, tenen forma de L i formen bucles (loops). El seu extrem 5’ està fosforilat mentre que a l’extrem 3’ es troba sempre el triplet CCA terminal, també anomenat tall acceptor de l’aminoàcid. Presenten també bases poc habituals i modificades: 70 Generalment el tRNA és de doble cadena, però hi ha cinc regions específiques que formen ssRNA. Aquestes són:      3’ CCA terminal o tall acceptor de l’aminoàcid Bucle TΨC Braç extra Bucle DHU (presenta varis dihidrouracils) Bucle de l’antidodó (Es localitza quasi al centre del tRNA i reconeix el codó) El tRNA no es sintetitza com a tal sinó en forma de pre-tRNA, una molècula molt llarga que ha de ser catalitzada per ribonucleasa P i RNAsa P.
La unió dels aminoàcids als tRNA és realitzada per l’enzim aminoacil-tRNA sintetasa a través d’un enllaç éster. Es tracta d’una unió molt específica ja que un error implicaria proteïnes mutades.
L’aminoacil-transferasa sintetasa, doncs, presenta quatre dominis: un domini d’unió al tRNA, un domini d’unió a l’aminoàcid, un domini d’unió a l’ATP i un domini de correcció d’errors. El tRNA carregat s’anomena aminoacil-tRNA i l’enllaç es produeix entre l’OH del segon o tercer carboni de l’adenina de l’extrem 3’ del tRNA i el grup carboxil (COO-) de l’aminoàcid.
Aminoàcid + ATP + tRNA Aminoacil-tRNA + AMP + 2Pi Aminoacil-tRNA sintetasa 71 Igual que en qualsevol procés de síntesi, en la traducció hi ha un equilibri entre fidelitat i velocitat. Una correcció molt elevada per tenir molta fidelitat implicaria poca velocitat, i això no seria viable per la cèl·lula. La tassa d’error en la traducció és de 10-4, molt superior que la tassa d’error de la replicació, però suficient perquè la probabilitat de sintetitzar una proteïna sense errors sigui del 90%.
L’aminoacil-tRNA sintetasa ha de seleccionar l’aminoàcid i el tRNA, i s’observa que la selecció de l’aminoàcid és molt més complicada mentre que la selecció del tRNA no presenta cap problema, doncs el bucle de l’anticodó és molt diferent per cada tRNA i són també diferents les bases modificades.
Cada aminoacil-tRNA sintetasa ha de buscar una solució per un problema específic en funció de l’aminoàcid que uneix. Un exemple es troba en valina i treonina, que presenten estructures molt similars. En aquest cas l’enzim presenta una butxaca hidrofòbica d’unió a valina i una butxaca hidrofílica amb major afinitat per treonina. En cas d’unir-se una treonina a la primera butxaca tindrà una gran afinitat per la butxaca de reparació i ràpidament es desplaçarà.
Ribosomes. Components i estudi de l’estructura Els ribosomes estan formats per dues subunitats anomenades subunitat gran i petita i diferenciades pel seu coeficient de sedimentació. La subunitat gran és 50S i la petita és 30S i unides formen una molècula 70S. La subunitat gran, alhora, està formada per dos RNA, un 23S i l’altra 5S, i 34 proteïnes. La subunitat petita està formada per 21 proteïnes i un RNA 16S. La nomenclatura de les proteïnes és L1-34 en la subunitat gran i S1-21 en la subunitat petita.
Aquestes dues subunitats estan separades fins que reben una senyal que els indica que han de traduir un mRNA.
72 El RNA de ribosomes té una gran importància catalítica que es demostra amb:       Colicina E3 trenca un enllaç en 16S i provoca el bloqueig de la síntesi de proteïnes Hi ha inhibidors de síntesi de proteïnes que interaccionen amb el rRNA.
És possible reconstruir in vitro un ribosoma actiu sense proteïnes En una seqüència de 16S es selecciona la seqüència d’inici del mRNA Conservació d’una base en 16S (lloc P) que s’aparella am tRNA La interacció entre l’extrem 3’ del tRNA i la 23S està molt conservada 3. PASSES DEL PROCÉS DE TRADUCCIÓ La direcció de traducció es produeix sempre en direcció 5’-3’, de l’extrem amí terminal fins l’extrem carboxil, i es dóna de manera acoblada amb la transcripció. Sobre una molècula de mRNA no actua un sol ribosoma sinó que la traducció es realitza mitjançant poliosomes, és a dir, intervenen múltiples ribosomes simultàniament.
En aquest procés intervenen 3 tipus de factors de traducció: els factors d’iniciació (IF – initiation factors), els factors d’elongació (EF – elongation factor) i els factors d’alliberació (RF – release factors).
Inici de la traducció L’inici de la traducció es produeix a més de 25 nucleòtids de l’extrem 5’ del mRNA amb la unió d’un tRNA fenil metionina (fMet) a uns 10 nucleòtids de la seqüència Shine-Dalgarno, que és detectada per la subunitat 16S del ribosoma. El tRNAfMet s’anomena també tRNA d’iniciació.
Tot i que el codó d’iniciació és normalment AUG, que codifica per metionina, pot ser també GUG, que codifica per valina.
Els ribosomes presenten 3 butxaques que es denominen E (exit), P (peptidil) i A (afector). El tRNA iniciador, a diferència de la resta de tRNAs, s’introdueix al lloc P. A continuació s’uneix el segon tRNA de manera específica en funció del codó que hi hagi a la butxaca A i els dos aminoàcids s’uneixen a través d’un enllaç peptídic per acció de l’enzim peptidil transferasa. Es tracta d’un enllaç amida entre el grup COOH del primer aminoàcid i el grup NH2 del següent aminoàcid. Per poder realitzar aquest enllaç, però, cal trencar primer l’enllaç carboxil que unia la fMet al tRNA.
73 Un cop fet l’enllaç peptídic el ribosoma es desplaça una posició cap a la dreta i el tRNA iniciador s’introdueix al lloc E, des d’on serà alliberat. L’altre tRNA passa al lloc P i al lloc A s’introdueix un nou tRNA.
En aquest procés intervenen els factors d’iniciació IF1, IF2 i IF3 que s’uneixen i dissocien del complex en diferents moments: IF1 i IF3 entren juntament amb la subunitat petita (30S). Quan es detecta un mRNA i es disposa d’un tRNA carregat amb fMet s’allibera IF3 permetent l’entrada de la subunitat gran (50S). La funció de IF3, per tant, és evitar la unió de les dues subunitats abans no es detecti el mRNA.
IF2 és una proteïna G que, per tant, s’activa amb GTP, i s’encarrega del transport de la parella fMet-tRNAfMet.
Elongació L’elongació pot dividir-se en dues fases que serien l’arribada d’un nou tRNA carregat i la translocació. Intervenen els factors d’elongació EF-Tu, EF-Ts i EF-G.
En primer lloc intervé EF-Tu, una proteïna G equivalent a IF2 que quan es troba unida a GTP reconeix tRNA carregats, els protegeix de la hidròlisi i els transporta fins el lloc A del ribosoma.
Després d’apropar el tRNA al ribosoma s’hidrolitza passant de GTP a GDP, provocant una pèrdua d’afinitat pel tRNA i alliberant-lo. En aquesta hidròlisi intervenen proteïnes GAP, GTPase activating protein. Al mateix temps augmenta l’afinitat per EF-Ts, que actua com a GEF, GTP exchange factor, sobre EF-Tu eliminant el grup GDP i unint un grup GTP.
74 EF-Tu té una tercera funció participant en la fidelitat de la traducció. Si detecta que la unió entre el codó i l’anticodó no és correcta no realitza la hidròlisi i abandona el ribosoma juntament amb el tRNA. A aquest procés se l’anomena proofreading. Una mutació en EF-Tu que augmentés l’activitat GTPasa provocaria que la hidròlisi es produís abans de comprovar la fidelitat de la unió i per tant es veurien augmentats els errors.
Les funcions de EF-Tu són, per tant, protecció, transport i fidelitat.
La translocació dels tRNA d’una butxaca a la següent es realitza després de la creació de l’enllaç amida entre els dos aminoàcids (previ trencament de l’enllaç éster) per acció del RNA 23S de la subunitat gran 50S. Després de la formació d’aquest enllaç participa EF-G, una altra proteïna G, fa mitjançant el trencament d’un enllaç éster i formació d’un enllaç amida. Participa el RNA 23S de la subunitat gran 50S. Després actua EF-G, una altra proteïna G que hidrolitza el GTP per desplaçar el ribosoma.
Terminació Els codons d’stop són senyals de final de transcripció i no uneixen cap tRNA complementari sinó que són reconeguts pels factors d’alliberació RF-1 i 2, que són GTP-dependents.
RF-1 UAG UAA RF-2 UGA La unió d’aquests factors d’alliberació provoca la modificació de l’especificitat de la peptidil transferasa, de manera que utilitza aigua i un NH2 com acceptor del peptidil activat, és a dir, hidrolitza l’enllaç ester i forma un enllaç amida amb un grup NH 2. Seguidament el complex es dissocia.
75 Antibiòtics que interfereixen en el procés de traducció  Puromicina Té una forma molt similar a l’aminoacil-tRNA i té capacitat d’incorporar-se al lloc acceptor. D’aquesta manera bloqueja completament l’elongació de la traducció.
 Estreptomicina i altres aminoglicòsids Inhibeix la iniciació i origina una lectura errònia del mRNA en procariotes. Afecta el rRNA 16S i la proteïna S12 de la subunitat 30S.
 Cloramfenicol Interacciona amb l’extrem CCA del RNA 23S inhibint l’activitat peptidil transferasa de la subunitat ribosòmica 50S en procariotes.
 Cicloheximida Inhibeix l’activitat peptidil transferasa de la subunitat ribosòmica 60S en eucariotes.
 Kannamicina i neomicina En procariotes afecta la regió que interacciona amb l’anticodó en 30S. En eucariotes són tòxics per bloquejar l’splicing.
Velocitats i energies de la traducció Replicació Transcripció Traducció DNA Pol I  10 nt/seg RNAP  50 nt/seg 15 codons/seg = 45 nt/seg DNA Pol III  1000 nt/seg Transcripció i traducció són processos acoblats Energia consumida per proteïna de N residus: - 2N ATPs per carregar cada tRNA - 1 GTP per l’iniciació - N-1 GTP per carregar els aminoacil-tRNA al ribosoma - N-1 GTP per la translocació - 1 GTP per la translocació 160 kJ/mol Si bé el canvi d’energia lliure d’un enllaç peptídic és de només 20 kJ/mol, el cost de la formació d’aquest enllaç és de 160 kJ/mol. Això es deu a que els enllaços no es poden formar de manera aleatòria, sinó que es requereix una maquinària específica per aconseguir un ordre d’aminoàcids determinat.
76 4. TRADUCCIÓ EN EUCARIOTES La traducció en eucariotes segueix bàsicament el mateix mecanisme que en procariotes però presenta lleugeres diferències com per exemple la mida dels ribosomes, que són 80S.
El tRNA iniciador és Met-tRNAi i no hi ha seqüència Shine-Dalgarno, sinó que el ribosoma detecta la seqüència de capping de l’extrem 5’ mitjançant la seva subunitat petita (40S) i inicia la traducció en el triplet AUG més proper.
La iniciació és més complexa que en procariotes i intervenen 13 factors d’iniciació eucariotes, eIF. L’elongació és molt similar i es realitza amb factors equivalents a EF-Tu i Ts (EF1-alfa i betagamma) i a EF-G (EF-2), i per últim en la terminació intervé un sol factor, eRF.
Procariotes Eucariotes Iniciació IF-1 IF-2 IF-3 13 eIF Elongació EF-Tu EF-Ts EF-G EF-1 alfa EF-1 beta EF-2 Terminació RF-1 RF-2 eRF En procariotes s’ha vist l’acoblament dels processos de transcripció i traducció, però és així també en eucariotes? Alguns investigadors que un 10-15% de la traducció en eucariotes té lloc al nucli, on es disposen de tots els components per la traducció: mRNA, ribosomes i factors proteics.
Factors d’iniciació eucariotes        eIF1 Intervé en l’ensamblatge eIF2 Reconeix el primer tRNA carregat, el Met-tRNAi eIF3 És homòleg funcional a IF3, evita la unió de les dues subunitats del ribosoma fins que no s’ha detectat el mRNA i el primer tRNA carregat.
eIF4 Se sol presentar com a complex però té subunitats amb funcions diferenciades.
eIF4A Té activitat helicasa eIF4E S’uneix a la seqüència capping 5’ eIF4G S’uneix a la cua Poli A en l’extrem 3’ a través d’una proteïna d’enllaç PabIp.
Iniciació de la traducció en eucariotes La traducció en eucariotes s’inicia amb la formació d’un complex ternari, consistent en el factor d’iniciació eIF2 unit a GTP i el tRNAi carregat. Seguidament aquest complex s’uneix a la subunitat petita d’un ribosoma (40S) formant el complex de preiniciació 43S i, gràcies a la unió dels factors de transcripció eIF4-E, G, A i B, aquest complex 43S s’uneix al mRNA donant lloc al complex de preiniciació 48S. En aquest moment s’allibera el factor eIF3 permetent la unió de la subunitat gran del ribosoma (60S) i finalment s’allibera IF2 a l’hidrolitzar el GTP a GDP, obtenit-se així el complex d’iniciació 80S.
77 1. Complex ternari eIF2 + GTP + Met-tRNAi 2. Complex de preiniciació 43S eIF2 + GTP + Met-tRNAi + ribosoma 40S 3. Complex de preiniciació 48S eIF2 + GTP + Met-tRNAi + ribosoma 40S + mRNA 4. Complex d’iniciació 80S eIF2 + GTP + Met-tRNAi + ribosoma 40S + mRNA + ribosoma 60 S La subunitat petita del ribosoma 40S és capaç d’unir-se al mRNA gràcies als factors de transcripció eIF4R i G, que s’uneixen a la seqüència capping i a la cua poli A respectivament. Simultàniament eIF4A té activitat helicasa i eIF3 evita la unió de la subunitat gran dins que no es doni la unió entre el codó i l’anticodó.
Inhibició de la traducció eucariota en resposta a estrés En situació d’estrés les cèl·lules disposen de mecanismes fisiològics per inhibir la traducció.
La fosforilació del factor d’iniciació eIF2 per acció de cinases provoca el bloqueig de la traducció per la inhibició de la formació del complex ternari. La fosforilació de eIF2 impedeix l’actuació de GEF, la proteïna encarregada de substituir GDP per GTP, de manera que no es pot reciclar el complex.
78 Per altra banda proteïnes del tipus 4E-BP, 4E-binding proteins, actuen bloquejant eIF4-E i eviten el reconeixement de l’extrem 5’ del mRNA.
Tot i que de manera general, en situació d’estrés, la cèl·lula inhibeix la traducció dels seus gens, disposa alhora de mecanismes alternatius que permeten la traducció de missatgers de defensa gràcies a la presència de loops anomenats IRE sites, internal ribosomal entry sites.
Inhibició de la traducció en eucariotes per toxines o malalties genètiques Els exemples següents són tòxics que realitzen modificacions covalents sobre diferents elements participants en la traducció, per tant una sola molècula és capaç de matar la cèl·lula.
 La toxina de la diftèria és sintetitzada a partir d’un gen que es troba en un fag lisogènic present en algunes cepes de Corynebacterium diphtheriae i actua inhibint la traducció en eucariotes per la modificació covalent de EF2.
En entrar a la cèl·lula la toxina es trenca en dues subunitats (toxina A i toxina B). La toxina B ajuda a A a entrar a les cèl·lules diana i aquesta catalitza la transferència d’una adenosina disfosfat ribosa del NAD a la diftamida, una histidina modificada fisiològicament en EF2.
 La ricina s’extreu de les llavors d’unes fabes i va ser utilitzada en bioterrorisme. És una glicosidasa que trenca de manera específica el rRNA 28S en una base d’adenina i, igual que en el cas de la diftèria, bloqueja l’elongació.
La traducció pot inhibir-se també per mutacions. Un exemple serien les mutacions en eIF2 que causen la malaltia de la substància blanca evanescent, en què les cèl·lules nervioses del cervell desapareixen i són substituïdes per líquid cerebroespinal.
Altres mecanismes de control post-transcripcional en eucariotes  Edició del RNA L’edició del RNA consisteix en la modificació d’una base, per exemple la desaminació en citosines donant uracil. En mitocondris i cloroplasts de protozous el RNA s’edita la meitat d’alguns mRNA, si bé és molt rar en mamífers on només s’edita una base.
Un exemple en mamífers és la proteïna del sèrum, l’apolipoproteïna B (apo B), que participa en el transport de triacilglicerols. Al fetge la proteïna requereix una conformació amb dos dominis, un d’interacció amb lípids i un d’interacció amb receptors de LDL. A l’intestí, en canvi, només requereix el domini d’interacció amb lípids. Aquests dos dominis es troben separats al mRNA per una seqüència que presenta el codó CAA i, per acció de l’enzim deaminasa, que s’expressa únicament a l’intestí, la citosina és desaminada i és convertida en uracil, de manera que el codó CAA es converteix en UAA, un codó d’stop que impedeix la síntesi del segon domini.
79  Regulació de la localització subcel·lular de mRNAs específics Un altre tipus de regulació es realitza mitjançant el transport dels mRNA a una regió específica de la cèl·lula, de manera que la proteïna es sintetitzi allà on és requerida.
Això va identificar-se per la proteïna Ash1, una proteïna inductora de creixement que, durant el procés de gemació de Cervisiae, en què es forma una cèl·lula filla a partir de la formació d’una gemma, és transportada fins la gemma perquè es localitzi únicament en la cèl·lula filla després de la divisió. Aquest transport es realitza mitjançant les proteïnes She3 i Myo4 gràcies a la interacció entre elles i a la interacció de Myo4 amb els filaments d’actina.
 Regulació dels nivells de ferro La cèl·lula requereix ferro per la seva activitat, però nivells excessius poden ser perjudicials, de manera que cal mantenir un equilibri en la seva concentració. Amb aquest objectiu participen la transferrina, que importa ferro dels reservoris quan disminueixen les reserves, i la ferritina, que permet la creació de reserves intracel·lulars.
Quan disminueixen els nivells de ferro la proteïna IRE-BP (IRE binding protein) pateix un canvi conformacional per la pèrdua de ferro, s’activa i reconeix els IRE (Iron Responsive Element) a la regió 3’ UTR de determinats gens. Aquesta unió estabilitza el mRNA permetent la seva síntesi.
Alhora, IRE-BP s’uneix també als IRE de ferritina, que en aquest cas es troben en la regió 5’UTR. La unió no afavoreix l’estabilització sinó que impedeix la traducció.
80  Inhibició de processos biològics per petits RNAs (20-30 nucleòtids) Els RNAs petits es classifiquen en tres famílies diferents, siRNA, miRNA i piRINA, i permeten la regulació de processos com l’estructura de la cromatina, la segregació dels cromosomes, la transcripció, el processament del RNA, la seva estabilitat i la seva traducció.
- siRNA Short interfering RNAs. S’uneixen a proteïnes de la família Aragonauta. Actuen al nucli o al citosol.
- miRNA MicroRNAs. S’uneixen a proteïnes de la família Aragonauta. Actuen al citosol.
- piRNA S’uneixen a membres de la classe Piwi i apareixen en línies germinals.
No es parlarà més sobre piRNA i a continuació ens centrarem en siRNA i miRNA. Els objectius principals d’aquests dos petits RNAs són: - siRNA Defensar el propi genoma d’àcids nucleics invasius i participar en l’establiment de la cromatina en S. Pombe i algunes plantes.
- miRNA Regular gens endògens Ambdós RNAs s’obtenen per la ruta Dicer-Ago, que consisteix en la digestió de dsDNA per part de proteïnes de la família Dicer obtenint-se així petits dsRNA d’entre 21 i 23 nucleòtids.
Aquests dsRNA actuen com a substrats del complex Ago/Risk (Aragonauta/RNA-induced silencing complex), que destrueix una de les dues cadenes i regula altres mRNA pel reconeixement de les estructures de Watson i Crick.
En animals hi ha normalment una sola molècula Dicer mentre que hi ha varis complexos Ago/Risk distribuïts entre el nucli i el citosol.
81 Mecanismes de silenciament per siRNA La major part de la inhibició és duta a terme al citosol pel bloqueig de la traducció d’un mRNA (1) o per la inducció de la seva degradació (2) si la complementarietat és completa. En S.
Pombe i plantes, però, siRNA actua també a nivell de nucli on provoca el silenciament dels gens afavorint l’establiment d’heterocromatina.
Així doncs, quan el siRNA-RISC s’uneix al seu mRNA complementari, pot: a) Inhibir la seva traducció b) Induir la seva degradació generant un tall únic c) Inhibir la síntesi del mRNA i afavorir l’establiment de la heterocromatina en plantes i S.
Pombe.
Biogènesi de miRNA La procedència del RNA que donarà lloc a miRNA és endògena, és a dir, és un producte de l’expressió del genoma del propi individu, per tant és format per RNA polimerasa II. Sobre el producte d’aquest enzim s’afegeix la seqüència capping a l’extrem 5’ i la cua poli-A a l’extrem 3’. Aquests transcrits ja modificats poden contenir una agrupació de miRNA o poden codificar per un miRNA i una proteïna. En la imatge següent el miRNA es trobaria a l’intró i seria alliberat per splicing: 82 A partir d’un pri-miRNA o un pre-mRNA s’obté un pre-miRNA per acció d’una proteïna Drosha o per un procés d’splicing respectivament. Els pre-miRNA són exportats al citosol, tenen una llargada d’uns 33 nucleòtids i solen ser imperfectes pel que fa a la complementarietat. Per això pateixen un procés de maduració catalitzat per Dicer, que l’escurça formant miRNA i l’entrega al complex Ago-Risc.
Repressió mediada per miRNA Existeixen diferents models que expliquen com miRNA bloqueja la traducció: (1) miRISC i eIF4E competeixen per la unió amb l’estructura 5’capping (2) miRISC estimula la deadenilació de la cua del mRNA bloquejant la circularització (3) miRISC bloqueja l’associació del ribosoma 60S al 40S per formar el complex de pre-iniciació (4) miRISC indueix una “caiguda” de ribosomes (5) miRISC indueix la deadenilació i la degradació del mRNA miRNA i càncer Alguns miRNA estan subjectes a alteracions epigenètiques resultant en patrons aberrants d’expressió gènica i càncer. Alguns miRNAs han estat classificats com a oncògens, doncs la seva expressió incontrolada com pot induir prolifereació cel·lular, suprimir l’apoptosi o induir angiogènesi (formació de nous vasos sanguinis) entre d’altres.
Així doncs, per exemple, un miRNA que sigui codificat únicament en cèl·lules tumorals podria ser complementari d’un mRNA supressor de tumors.
És cert, però, que aquests miRNA tenen també un paper fisiològic durant el desenvolupament normal del cor, el pulmó o el sistema immunitari.
83 5. ESQUEMA FINAL DE LA REGULACIÓ DE L ’EXPRESSIÓ GÈNICA EN EUCARIOTES La descompactació de la cromatina i la unió del mRNA a factors de transcripció permet l’actuació de RNAP II. El missatger format és modificat i transportat al citosol, on pot realitzar la traducció o pot ser bloquejat per miRNAs.
84 ...