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14.5: Estabilidad del ARN
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RNA Stability
 
TRANSCRIPCIÓN

14.5: RNA Stability

14.5: Estabilidad del ARN

Intact DNA strands can be found in fossils, while scientists sometimes struggle to keep RNA intact under laboratory conditions. The structural variations between RNA and DNA underlie the differences in their stability and longevity. Because DNA is double-stranded, it is inherently more stable. The single-stranded structure of RNA is less stable but also more flexible and can form weak internal bonds. Additionally, most RNAs in the cell are relatively short, while DNA can be up to 250 million nucleotides long. RNA has a hydroxyl group on the second carbon of the ribose sugar, increasing the likelihood of breakage of the sugar-phosphate backbone.

The cell can exploit the instability of RNA, regulating both its longevity and availability. More stable mRNAs will be available for translation for a longer period of time than less stable mRNAs transcripts. RNA binding proteins (RBPs) in cells play a key role in the regulation of RNA stability. RBPs can bind to a specific sequence (AUUUA) in the 3’ untranslated region (UTR) of mRNAs. Interestingly, the number of AUUUA repeats appears to recruit RBPs in a specific way: fewer repeats recruit stabilizing RBPs. Several, overlapping repeats result in the binding of destabilizing RBPs. All cells have enzymes called RNases that break down RNAs. Typically, the 5’cap and polyA tail protect eukaryotic mRNA from degradation until the cell no longer needs the transcript.

The emerging research on epitranscriptomics aims to define regulatory mRNA modifications. Recently, scientists have discovered an important role for methylation in mRNA stability. The methylation of adenosine residues (m6A) appears to increase mRNA translation and degradation. m6A also has roles in stress responses, nuclear export, and mRNA maturation. The presence of a modified uracil residue, pseudouridine, also appears to play an important role in RNA regulation.

Las hebras de ADN intactas se pueden encontrar en los fósiles, mientras que los científicos a veces luchan por mantener el ARN intacto en condiciones de laboratorio. Las variaciones estructurales entre el ARN y el ADN subyacen a las diferencias en su estabilidad y longevidad. Debido a que el ADN es de doble cadena, es inherentemente más estable. La estructura de una sola cadena de ARN es menos estable, pero también más flexible y puede formar enlaces internos débiles. Además, la mayoría de los ARN en la célula son relativamente cortos, mientras que el ADN puede tener hasta 250 millones de nucleótidos de largo. El ARN tiene un grupo hidroxilo en el segundo carbono del azúcar ribosa, aumentando la probabilidad de rotura de la columna vertebral del azúcar-fosfato.

La célula puede explotar la inestabilidad del ARN, regulando tanto su longevidad como su disponibilidad. Los ARNs más estables estarán disponibles para su traducción durante un período de tiempo más largo que las transcripciones de ARN menos estables. Las proteínas de unión al ARN (RBP) en las células desempeñan un papel clave en la regulación de la estabilidad del ARN. Los PBP pueden enlazarse a una secuencia específica (AUUUA) en la región no traductada (UTR) de 3' de los mRNAs. Curiosamente, el número de repeticiones de AUUUA parece reclutar PBP de una manera específica: menos repeticiones reclutan RBP estabilizadores. Varias repeticiones superpuestas dan como resultado la unión de los PBP desestabilizadores. Todas las células tienen enzimas llamadas ARN que descomponen los ARN. Típicamente, la cola de 5'cap y poliA protegen el ARNm eucariota de la degradación hasta que la célula ya no necesita la transcripción.

La investigación emergente sobre epitranipómica tiene como objetivo definir las modificaciones regulatorias del ARNm. Recientemente, los científicos han descubierto un papel importante para la metilación en la estabilidad del ARNm. La metilación de residuos de adenosina (m6A) parece aumentar la traducción y degradación del ARNm. m6A también tiene funciones en las respuestas al estrés, la exportación nuclear y la maduración del ARNm. La presencia de un residuo uracilo modificado, la pseudouridina, también parece desempeñar un papel importante en la regulación del ARN.


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