Edición de ARN: definición y procesos

¿Qué es la edición de ARN?

Cuando pensamos en la molécula que controla todos nuestros rasgos, generalmente pensamos en el ADN. El ADN es el material genético de la célula y contiene las últimas instrucciones para hacerte tú. Sin embargo, para acceder al mensaje en el ADN, debe transcribirse o copiarse a ARNm y luego traducirse a proteína. Aunque la mayoría de nosotros conoce este dogma central, con lo que podríamos estar menos familiarizados son los cambios en el ARNm que ocurren después de la transcripción. Algunas células alteran el ARNm en un proceso conocido como edición de ARN .

La edición de ARN es el proceso de modificar los nucleótidos de ARN para cambiar la secuencia de aminoácidos. Esto generalmente implica editar nucleótidos específicos y se considera un proceso separado del empalme de ARN que ocurre en eucariotas, que es más como un tipo de edición de cortar y pegar a gran escala. La edición de ARN se puede utilizar para modificar las proteínas producidas según las condiciones de la célula. Ayuda a crear diversidad en productos proteicos a partir de un número limitado de genes. Muchos tipos de células, desde protozoos unicelulares hasta humanos, realizan la edición de ARN. Hoy, veremos los mecanismos por los cuales ocurre este proceso.

Mecanismos

Los mecanismos de edición de ARN se pueden dividir en dos categorías, adición y eliminación o sustitución.

1. Adición y eliminación

La primera forma en que se puede editar el ARN es mediante la adición . Además de la edición, se insertan nuevos nucleótidos en la secuencia original. Imagínese tomando el cursor y eligiendo un lugar para agregar una nueva letra al escribir un mensaje. Este es un ejemplo de una adición. La adición puede ser especialmente poderosa porque puede provocar un cambio de fotograma .

Normalmente, cuando se lee ARN para producir proteínas, se lee en grupos de tres nucleótidos llamados codones. Si agrega un nucleótido en el medio de una secuencia, todo lo que se encuentra en la parte inferior se desplaza sobre uno, cambiando efectivamente el marco de lectura para el resto de la proteína.

De manera similar, una deleción o eliminación de un nucleótido también puede causar un cambio de marco. La eliminación elimina un nucleótido, del mismo modo que puede eliminar una letra de un párrafo presionando el botón de retroceso.

Un ejemplo común de edición de ARN por adición y supresión ocurre en los tripanosomas del organismo protozoario, uno de los cuales causa la infección de la enfermedad del sueño africana. Los científicos han investigado exhaustivamente los mecanismos de edición del ARN en el ADN mitocondrial de estos organismos. Han identificado varios genes implicados en el metabolismo que se editan mediante la edición por adición y supresión. En estos organismos, la base uracilo (U) se inserta o se elimina para formar ARNm que produce una proteína funcional. La célula crea un ARN “guía” para ayudar a colocar las inserciones y eliminaciones en el lugar correcto. Luego, un grupo de proteínas llamado editosoma alinea la guía con el ARN y agrega o elimina bases según sea necesario.

Se ha demostrado que el ARN guía ayuda a organizar las adiciones y deleciones en el ARN mitocondrial del tripanosoma

2. Sustitución

Otro tipo de edición de ARN es la sustitución . Imagínese escribir una carta y la sustitución de una letra por otra, como el cambio de una A a una T . Esto es análogo a la sustitución en la edición de ARN, donde un nucleótido se reemplaza por otro. Sin embargo, para crear una sustitución, en lugar de eliminar el nucleótido existente y reemplazarlo por uno nuevo, los nucleótidos existentes generalmente se someten a una reacción química para cambiar su estructura. Una forma común de hacerlo es mediante la desaminación. Este tipo de sustitución se llama desaminación porque el nucleótido de adenina pierde un grupo químico llamado grupo amina.

La desaminación produce una sustitución de adenosina por inosina, una de las sustituciones más comunes en la edición de ARN. En este proceso, la adenosina pierde un grupo amina, formando el nucleótido inosina que se lee como un nucleótido guanina por la maquinaria de traducción de la célula. La sustitución de adenosina por inosina se ha encontrado en muchas proteínas importantes del cerebro, como los receptores de glutamato y serotonina. Estos receptores se encuentran en la superficie de las células cerebrales y son responsables de ayudar a las células cerebrales a comunicarse, creando todos nuestros pensamientos y acciones.

Otro ejemplo de desaminación es cuando un nucleótido de citosina se desamina a un nucleótido de uracilo. Se sabe que este tipo de reacción de sustitución ocurre en una proteína llamada apolipo proteína B en el intestino. Las proteínas de Apololipo están involucradas en transportar el colesterol por el cuerpo.

Es posible que haya oído hablar del colesterol ya que muchos médicos y científicos nos instan a controlar nuestra ingesta de este tipo de grasa para proteger nuestro corazón. El colesterol se encuentra en las grasas animales y se absorbe en nuestra sangre a través del intestino donde se incorpora a las proteínas apolipo y luego se traslada a otras partes del cuerpo.

Resumen de la lección

La edición de ARN incluye cualquier cambio en los nucleótidos de las moléculas de ARN después de la transcripción. La edición de ARN se puede dividir en dos clases: adición y eliminación o sustitución. La edición de ARN de adición implica la inserción de un nuevo nucleótido en la secuencia existente. La edición de ARN por deleción elimina un solo nucleótido de la secuencia de ARN. Esta forma de edición de ARN es común en las mitocondrias de los tripanosomas, un tipo de protozoo, donde se insertan nucleótidos de uracilo. La edición de ARN de sustitución implica reacciones químicas llamadas desaminación para convertir los nucleótidos existentes en diferentes tipos, como la adenosina en inosina o la citosina en uracilo.