piRNA: ARN que interactúan con Piwi

Los elementos de ADN transponibles, o transposones, muestran movimientos aleatorios en todo el genoma. Estas inserciones que alteran un gen pueden dar lugar a inestabilidad genómica, lo que es peligroso para una célula.

En las células somáticas, la inestabilidad genómica inducida por transposones permanece limitada a una sola generación; sin embargo, en las células germinales, estos cambios pueden transmitirse a las generaciones futuras, lo que tiene efectos nocivos.

Los elementos transponibles específicos de las células germinales son silenciados por pequeños ARN reguladores no codificantes conocidos como ARN que interactúa con piwi o ARNpi.

Los piRNAs son esenciales para el correcto desarrollo de las células germinales, y su ausencia puede causar infertilidad en los animales.

Los piRNA son una clase de ARN silenciadores que difieren de los miRNA y los siRNA por tres características definitorias: longitud, mecanismo de procesamiento y unión con las proteínas de la subfamilia Argonaute.

Los piRNA tienen de 24 a 32 nucleótidos de longitud, más largos que los miRNA y los siRNA, que suelen tener de 20 a 25 nucleótidos.

El piRNA se procesa a partir de ARNm monocatenario sin Dicer, mientras que tanto el miARN como el siRNA se procesan a partir de ARN bicatenario por Dicer.

Cada uno de estos tres tipos de ARN no codificante se une a las proteínas de la familia Argonaute, pero el ARNpi se une a la subfamilia piwi, mientras que el miARN y el ARNip se unen a la subfamilia de proteínas AGO.

Los piRNA se originan a partir de grupos de piRNA, regiones específicas del genoma que son ricas en transposones.

Se han propuesto dos fases para la biogénesis del piRNA: la vía de procesamiento primario y el bucle de amplificación.

En la vía de procesamiento primaria, las transcripciones de los grupos de piRNA se utilizan para producir piRNA. Estos se cargan en proteínas piwi seleccionadas para formar piRISC, una forma alternativa del complejo de silenciamiento inducido por ARN.

A continuación, el ARNpi primario participa en un bucle de amplificación para aumentar rápidamente la concentración del ARNpi.

piRISC se une y escinde el ARN diana complementario creando el extremo 5' de un ARNpi secundario prematuro. El extremo 3' del ARN-pi es procesado posteriormente por otras proteínas piwi para dar lugar a un ARNpi secundario maduro.

Este proceso se repite, lo que da lugar a la amplificación del piRNA sentido y antisentido.