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ARN espliceosómico U4

Representación tridimensional de un fragmento de un ARNm pequeño U4. La estructura cristalina de la proteína espliceosómica de 15,5 kDa está unida a un fragmento de ARNm pequeño U4. [1]

El ácido ribonucleico nuclear pequeño U4 (ARNnU4) es un componente de ARN no codificante del espliceosoma mayor o dependiente de U2 , una máquina molecular eucariota involucrada en el empalme del ARN premensajero (pre- ARNm ). Forma un dúplex con U6 y, con cada ronda de empalme, se desplaza del ARNnU6 (y del espliceosoma) de una manera dependiente de ATP, lo que permite que U6 se vuelva a plegar y cree el sitio activo para la catálisis del empalme . Un proceso de reciclaje que involucra a la proteína Brr2 libera U4 de U6, mientras que la proteína Prp24 vuelve a unir U4 y U6. Se ha resuelto la estructura cristalina de un tallo-bucle 5′ de U4 en complejo con una proteína de unión. [1]

Papel biológico

Se ha demostrado que el snRNA U4 existe en varios formatos diferentes, incluidos: unido a proteínas como una pequeña proteína ribonuclear nuclear snRNP , [2] involucrado con el snRNA U6 en el di-snRNP, [3] así como involucrado tanto con el snRNA U6 como con el snRNA U5 en el tri-snRNP. [4] [5] Se ha propuesto que los diferentes formatos coincidan con diferentes eventos temporales en la actividad del penta-snRNP, [6] o como intermediarios en el modelo escalonado de ensamblaje y actividad del espliceosoma. [7]

Se ha demostrado que el ARNpn U4 (y su probable análogo snR14 en levadura [8] ) no participa directamente en las actividades catalíticas específicas de la reacción de empalme, [9] y, en cambio, se propone que actúe como regulador del ARNpn U6. El ARNpn U4 inhibe la actividad del espliceosoma durante el ensamblaje mediante el apareamiento de bases complementarias entre el ARNpn U6 en dos regiones madre altamente conservadas. [10] Se sugiere que esta interacción de apareamiento de bases evita que el ARNpn U6 se ensamble con el ARNpn U2 en la conformación requerida para la actividad catalítica. [11] Si el ARNpn U4 se degrada y, por lo tanto, se elimina del espliceosoma, el empalme se detiene de manera efectiva. [12] Se ha demostrado que los ARNpn U4 y U6 son necesarios para el empalme in vitro. [13]

Estructura

Figura 1. Estructura secundaria putativa del U4 desnudo.
Figura 2. Estructura secundaria del posible apareamiento de bases U4/U6.

Se ha sugerido que la estructura secundaria del ARNpn U4 se altera dependiendo de su interacción con el ARNpn U6. [7] Varios experimentos que involucran cristalografía de rayos X , [1] [14] RMN , [15] y sondeo de la estructura del ARN por modificación química [16] indican que la estructura secundaria del ARNpn U4 contiene varios motivos conservados, [17] que cumplen funciones estructurales e intermediarias en el establecimiento de interacciones con otros componentes de empalme. La supuesta estructura secundaria de apareamiento de bases del ARNpn U4/U6 que se muestra en la Figura 2 se conserva en un conjunto diverso de organismos, lo que sugiere los orígenes antiguos de la maquinaria de empalme. [18] Se ha demostrado anteriormente que un bucle Kinked altamente conservado participa en interacciones proteicas específicas. [1] [19]

Interacciones

El snRNA U4 debe ser desplazado del snRNA U6 en un proceso dependiente de ATP que involucra a la proteína Brr2, antes de que el espliceosoma se active. [9] [20] [21] Se ha propuesto un ciclo que incluye tanto a Brr2 como a la proteína prp24 que re-anilla selectivamente U4 al snRNA U6. [21] [22] [23] [24] Un anillo de proteínas Sm rodea una región conservada del snRNA U4 cerca del extremo 3' que se espera que promueva interacciones favorables entre los diferentes snRNP y posiblemente proteja al snRNA U4 de la degradación por las enzimas ARNasa . [25] [26] Se han identificado más de 100 proteínas que participan en la vía espliceosómica, también se sabe que varias proteínas de tamaño variable interactúan con el snRNP U4. [27]

Referencias

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Lectura adicional

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