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8.11:

Pre-mRNA Processing

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Molecular Biology
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Pre-mRNA Processing

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– [Instructor] En las células eucariotas, el ARNm recién transcrito se llama ARNm precursor, o pre-ARNm. Cada pre-ARNm recibe dos modificaciones importantes. Una en el extremo cinco de la molécula, llamada tapa, y otra en los tres extremos primos de la molécula, llamada cola. La tapa de los cinco primos está compuesta de una sola 7-metilguanosina, un nucleótido de guanina modificado, que está unido al primer nucleótido del pre-ARNm por un enlace trifosfato. Una secuencia específica de nucleótidos al final de la transcripción pre-ARNm, generalmente A, A, U, A, A, A, llamada señal de poliadenilación, recluta una proteína de unión a ARN y dirige una enzima, una endonucleasa, para cortar la transcripción en el extremo de tres primos de la secuencia de señal. Una enzima diferente, poliadenilato polimerasa, agrega una larga cadena de nucleótidos de adenina, hasta 200, hasta el extremo tres de la transcripción. La tapa de cinco cepas y la cola de tres cepas poli-A protege los extremos de la transcripción de la degradación. La cola de tres primos también da la señal de transportar moléculas que la transcripción de ARNm está lista para dejar el núcleo. Fuera del núcleo, la tapa de cinco primos ayuda a que el ribosoma se adhiera a la transcripción para que pueda comenzar la traducción. El último cambio importante en una transcripción de ARN es la eliminación de secuencias no codificantes llamadas intrones. Un complejo de proteínas y ARN, llamado espliceosoma, busca marcadores en los extremos de los intrones, corta los intrones de la transcripción, y une los exones restantes, los cuáles son las secuencias que codifican proteínas.

8.11:

Pre-mRNA Processing

En las células eucariotas, las transcripciones hechas por la ARN polimerasa se modifican y procesan antes de salir del núcleo. El ARN no procesado se denomina ARNm precursor o pre-ARNm para distinguirlo del ARNm maduro.

Una vez que la ARN polimerasa ha unido entre 20 y 40 ribonucleótidos, un grupo de enzimas añade una “tapa” al extremo 5’ de la transcripción en crecimiento. En este proceso, un 5’ fosfato se sustituye por guanosina modificada que tiene un grupo metilo unido a ella. Esta tapa de 5’ ayuda a la célula a distinguir el ARNm de otros tipos de ARN en la célula y desempeña un papel en la traducción posterior.

Durante o poco después de la transcripción, un gran complejo llamado espliceosoma, o complejo de corte y empalme, corta varias partes de la transcripción del pre-ARNm, y vuelve a unir las secuencias restantes. Las secuencias de ARN que permanecen en la transcripción se denominan “exones” (secuencias expresadas) mientras que las porciones eliminadas se denominan “intrones”. Curiosamente, un solo segmento de ARN puede ser un exón en un tipo de célula y un intrón en otro. Del mismo modo, una sola célula puede contener múltiples variantes de una transcripción genética que se ha cortado y empalmado alternativamente, lo que permite la producción de múltiples proteínas a partir de un solo gen.

Cuando se completa la transcripción, una enzima añade aproximadamente 30-200 nucleótidos de adenina al extremo de 3′ de la molécula de pre-ARNm. Esta cola poli-A protege al ARNm de la degradación en el citoplasma. El ARNm maduro entonces sale del núcleo para la traducción.

Suggested Reading

Darnell, James E. "Reflections on the history of pre-mRNA processing and highlights of current knowledge: a unified picture." RNA 19, no. 4 (2013): 443-460. [Source]

Ramanathan, Anand, G. Brett Robb, and Siu-Hong Chan. "mRNA capping: biological functions and applications." Nucleic Acids Research 44, no. 16 (2016): 7511-7526. [Source]

Semlow, Daniel R., and Jonathan P. Staley. "Staying on message: ensuring fidelity in pre-mRNA splicing." Trends in Biochemical Sciences 37, no. 7 (2012): 263-273. [Source]