Estructura de la cromatina y empalme de ARN

En las células eucariotas, las transcripciones de ARNm nacientes deben sufrir muchas modificaciones postranscripcionales para llegar al citoplasma celular y traducirse en proteínas funcionales. Durante mucho tiempo, la transcripción y el procesamiento del pre-ARNm se consideraron dos eventos independientes que ocurren secuencialmente en la célula. Sin embargo, ahora se ha establecido claramente que la transcripción y el procesamiento del pre-ARNm son dos procesos simultáneos que están regulados con precisión dentro de la célula.

La estructura de la cromatina, especialmente el posicionamiento de los nucleosomas y las modificaciones de las histonas en el gen, pueden controlar profundamente la tasa de actividad de la ARN polimerasa y el procesamiento del pre-ARNm en el sitio de transcripción. Las modificaciones específicas de histonas en nucleosomas específicos de exones ayudan a reclutar factores de empalme en los sitios de empalme y desempeñan un papel activo en la selección de exones durante el empalme. Por ejemplo, la desacetilación de histonas conduce a una estructura de cromatina apretada. Esto ralentiza la actividad de la ARN polimerasa, dando tiempo suficiente para reclutar factores de empalme incluso en sitios de empalme débiles, lo que lleva a la inclusión de exones alternativos en el ARNm maduro. Por el contrario, la acetilación de histonas da como resultado una estructura de cromatina más abierta que permite una actividad de la ARN polimerasa más rápida y el reclutamiento de factores de empalme solo en los sitios de empalme fuertes, lo que resulta en la exclusión de exones alternativos. Por lo tanto, la estructura de la cromatina juega un papel importante en el empalme constitutivo y alternativo del pre-ARNm y regula los patrones de expresión génica en la célula.

Otro ejemplo de regulación del corte y empalme del ARN por la estructura de la cromatina es la trimetilación enriquecida de la histona lisina 36 H3 en los nucleosomas, que ayuda a reclutar factores de corte y empalme en el sitio de corte y empalme. Las mutaciones en el proceso de metilación de la histona H3 pueden alterar el proceso de empalme y provocar la retención de intrones en el ARNm maduro.

En general, la regulación del procesamiento del pre-ARNm, especialmente el empalme, da como resultado la creación de un conjunto diverso de transcripciones de ARNm y, por lo tanto, una enorme diversidad de proteínas a partir de un conjunto finito de genes.