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ARN ribosómico 23S

Una representación 3D del ribosoma. Esta es una vista de la disposición 3D del ARNr 23S y 5S en la subunidad ribosómica 50S de Escherichia coli basada en una reconstrucción con microscopía crioelectrónica . [1]

El ARNr 23S es un componente de 2904 nucleótidos de longitud (en E. coli ) de la subunidad grande ( 50S ) del ribosoma bacteriano/arqueano y constituye el centro de peptidil transferasa (PTC). [2] El ARNr 23S se divide en seis dominios estructurales secundarios titulados I-VI, y el ARNr 5S correspondiente se considera dominio VII. [3] La actividad peptidil transferasa ribosómica reside en el dominio V de este ARNr, que también es el sitio de unión más común para los antibióticos que inhiben la traducción, lo que lo convierte en un objetivo para la ingeniería ribosómica. [2] Un miembro bien conocido de esta clase de antibióticos, el cloranfenicol , actúa inhibiendo la formación de enlaces peptídicos; estudios estructurales tridimensionales recientes muestran dos sitios de unión diferentes según la especie de ribosoma. Numerosas mutaciones en dominios del ARNr 23S con actividad peptidil transferasa han dado lugar a resistencia a los antibióticos . [4] Los genes de ARNr 23S suelen tener mayores variaciones de secuencia, incluidas inserciones y/o eliminaciones, en comparación con otros ARNr. [5]

El homólogo eucariota del ARNr 23S LSU es el ARN ribosómico 28S , con una región ocupada por el ARN ribosómico 5.8S . [6]

Funciones del ARNr 23S

En general, el ARNr tiene una función esencial de peptidil transferasa. El núcleo estimulante del ribosoma desempeña un papel en la configuración del enlace peptídico. Tanto el peptidil-ARNt como el aminoacil-ARNt son importantes para la síntesis de proteínas y la respuesta de transpeptidación.

Bases Esenciales

Sin embargo, las posiciones del ARNr 23S (G2252, A2451, U2506 y U2585) tienen una función importante para la unión del ARNt en el sitio P de la subunidad ribosomal grande. [7] Estos nucleótidos de modificación en el sitio P pueden inhibir la unión del peptidil-ARNt. La modificación de U2555 también puede intervenir en la transferencia de peptidil-ARNt a puromicina. Además, la modificación química de la mitad de estas posiciones G2251, G2253, A2439 y U2584 no puede impedir la unión del ARNt. El peptidil-ARNt de las subunidades 50S que se une al sitio P preserva ocho posiciones del ARNr 23S de la modificación química. [7] Por otro lado, la mutación en el ARNr 23S también puede tener impactos en el crecimiento celular. Las mutaciones A1912G, A1919G y Ψ1917C tienen un fenotipo de crecimiento potente e impiden la traducción, mientras que la mutación A1916G tiene un fenotipo de crecimiento simple y conduce a un defecto en las subunidades 50S. [8]

Hélice 26a del ARNr 23S

El ARN ribosomal 23S está compuesto por seis dominios que forman una compleja red de interacciones moleculares. Una región central monocatenaria conecta todos los dominios mediante el emparejamiento de bases de las dos mitades, formando la Hélice 26a. Algunos consideran que Helix 26a es el Dominio 0 debido a su acción como núcleo central y unidad plegable compacta. La comparación de secuencias de ARN ribosomal 23S y 28S entre especies demuestra la conservación de Helix 26a. Helices continúa brindando soporte como columna vertebral de la arquitectura de dominio. [9]

plástido

Los ribosomas de cloroplasto de plantas "superiores" tienen un ARNr 4,5S adicional creado por fragmentación de 23S. Está ubicado en el lado 3' de 23S en el operón de ARNr y corresponde al extremo 3' del ARNr 23S no fragmentado. [10]

Ver también

Referencias

  1. ^ Mueller F, Sommer I, Baranov P, Matadeen R, Stoldt M, Wöhnert J, Görlach M, van Heel M, Brimacombe R (2000). "La disposición 3D del ARNr 23 S y 5 S en la subunidad ribosomal 50 S de Escherichia coli basada en una reconstrucción microscópica crioelectrónica con una resolución de 7,5 Å". J Mol Biol . 298 (1): 35–59. doi :10.1006/jmbi.2000.3635. PMID  10756104.
  2. ^ ab Walker, Allison S.; Russ, William P.; Ranganathan, Rama; Schepartz, Alanna (18 de agosto de 2020). "Sectores de ARN y función alostérica dentro del ribosoma". Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias . 117 (33): 19879–19887. doi : 10.1073/pnas.1909634117 . ISSN  0027-8424. PMC 7443888 . PMID  32747536. 
  3. ^ Zerges, William; Hauser, Charles (1 de enero de 2009), Harris, Elizabeth H.; popa, David B.; Witman, George B. (eds.), "Capítulo 28: Síntesis de proteínas en el cloroplasto", The Chlamydomonas Sourcebook (segunda edición) , Londres: Academic Press, págs. 967–1025, ISBN 978-0-12-370873-1, consultado el 7 de octubre de 2021
  4. ^ Vester, Birte; Largo, Katherine S. (2013). Resistencia a los antibióticos en bacterias causada por nucleósidos modificados en el ARN ribosómico 23S. Biociencia de las Landas.
  5. ^ Pei A, Nossa CW, Chokshi P, Blaser MJ, Yang L, Rosmarin DM, Pei Z (5 de mayo de 2009). "Diversidad de genes de ARNr 23S dentro de genomas procarióticos individuales". MÁS UNO . 4 (5): e5437. Código Bib : 2009PLoSO...4.5437P. doi : 10.1371/journal.pone.0005437 . PMC 2672173 . PMID  19415112. 
  6. ^ Doris, Stephen M.; Smith, Deborah R.; Beamesderfer, Julia N.; Rafael, Benjamín J.; Nathanson, Judith A.; Gerbi, Susan A. (octubre de 2015). "Secuencias universales y específicas de dominio en el ARN ribosómico 23S-28S identificadas mediante filogenética computacional". ARN . 21 (10): 1719-1730. doi : 10.1261/rna.051144.115 . PMC 4574749 . PMID  26283689. 
  7. ^ ab Bocchetta, Maurizio; Xiong, Liqun; Mankin, Alexander S. (31 de marzo de 1998). "Posiciones del ARNr 23S esenciales para la unión del ARNt en sitios funcionales ribosómicos". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 95 (7): 3525–3530. Código bibliográfico : 1998PNAS...95.3525B. doi : 10.1073/pnas.95.7.3525 . ISSN  0027-8424. PMC 19869 . PMID  9520399. 
  8. ^ Long KS, Munck C, Andersen TM, Schaub MA, Hobbie SN, Bottger EC, Vester B (9 de agosto de 2010). "Mutaciones en el ARNr 23S en el centro de peptidil transferasa y su relación con la unión y la resistencia cruzada de linezolid". Agentes antimicrobianos y quimioterapia . 54 (11): 4705–4713. doi :10.1128/AAC.00644-10. PMC 2976117 . PMID  20696869. 
  9. ^ Petrov, Antón S.; Bernier, Chad R.; Hershkovits, Eli; Xue, Yuzhen; Waterbury, Chris C.; Hsiao, Chiaolong; Stepanov, Víctor G.; Gaucher, Eric A.; Grover, Marta A.; Harvey, Stephen C.; Hud, Nicolás V. (14 de junio de 2013). "Estructura secundaria y arquitectura de dominio de los ARNr 23S y 5S". Investigación de ácidos nucleicos . 41 (15): 7522–7535. doi : 10.1093/nar/gkt513. ISSN  1362-4962. PMC 3753638 . PMID  23771137. 
  10. ^ Bieri, P; Leibundgut, M; Saurer, M; Boehringer, D; Prohibición, N (15 de febrero de 2017). "La estructura completa del ribosoma 70S del cloroplasto en complejo con el factor de traducción pY". La Revista EMBO . 36 (4): 475–486. doi :10.15252/embj.201695959. PMC 5694952 . PMID  28007896. 

enlaces externos