Espliceosoma menor

El espliceosoma menor es un complejo de ribonucleoproteína que cataliza la eliminación ( splicing ) de una clase atípica de intrones espliceosomales (tipo U12) de los ARN mensajeros en algunos clados de eucariotas. Este proceso se denomina splicing no canónico, a diferencia del splicing canónico dependiente de U2. Los intrones de tipo U12 representan menos del 1% de todos los intrones en las células humanas. Sin embargo, se encuentran en genes que realizan funciones celulares esenciales.

Ilustración de exones e intrones en el pre-ARNm. El ARNm maduro se forma por empalme.

Evidencia temprana

Una comparación entre los mecanismos de empalme mayor y menor

Una característica notable de los intrones pre-ARNm nucleares eucariotas es el nivel relativamente alto de conservación de las secuencias primarias de los sitios de empalme 5' y 3' en una gran variedad de organismos.

Entre 1989 y 1991, varios grupos informaron cuatro ejemplos independientes de intrones con un sitio de empalme que difería del intrón común:

• Gen de la proteína de la matriz del cartílago (CMP/MATN1) en humanos y pollos
• Gen de la proteína nucleolar de células proliferantes P120 (NOL1) en humanos
• Gen Rep3 del ratón, presuntamente implicado en la reparación del ADN
• Gen prospero de Drosophila que codifica una proteína homeobox

En 1991, al comparar las secuencias de intrones de los genes P120 y CMP, IJ Jackson informó de la existencia de sitios de empalme ATATCC (5') e YYCAC (3') en estos intrones. El hallazgo indicó un posible mecanismo de empalme novedoso.

En 1994, SL Hall y RA Padgett compararon la secuencia primaria de todos los informes sobre los cuatro genes mencionados anteriormente. Los resultados sugirieron un nuevo tipo de intrones con sitios de empalme ATATCCTT 5' y sitios de empalme YCCAC 3' y una secuencia TCCTTAAC casi invariante cerca del extremo 3' de los intrones (el llamado elemento 3' upstream). Una búsqueda de pequeñas secuencias de ARN nuclear que sean complementarias a estos sitios de empalme sugirió que el ARNn U12 (coincide con la secuencia 3') y el ARNn U11 (coincide con la secuencia 5') son factores putativos involucrados en el empalme de este nuevo tipo de intrones.

En estos cuatro genes, el pre-ARNm contiene otros intrones cuyas secuencias coinciden con las de los intrones de clase principal. Ni el tamaño ni la posición del intrón AT-AC dentro del gen huésped se conservan.

En 1996, Woan-Yuh Tarn y Joan A. Steitz describieron un sistema in vitro que empalma un sustrato de pre-ARNm que contiene un intrón AT–AC derivado del gen P120 humano. La reticulación con psoraleno confirma la interacción de apareamiento de bases predicha por Hall y Padgett entre el sitio de ramificación del sustrato de pre-ARNm y el ARN U12. La electroforesis en gel nativa revela que los snRNP U11, U12 y U5 se ensamblan sobre el pre-ARNm P120 para formar complejos de empalme.

Estructura de los intrones de tipo U12

Aunque originalmente se denominaban intrones AT-AC, no todos estos intrones están delimitados por dinucleótidos AT-AC. Algunos de ellos tienen extremos GT-AG o AT-AG, al menos. Por ello, es más correcto hablar de la maquinaria de splicing que se utiliza para procesarlos, diferenciando entre los de tipo U2 (canónicos o mayores) y los de tipo U12 (no canónicos o menores). Los principales determinantes para distinguir los intrones de tipo U2 y U12 son las secuencias del sitio de splicing 5' y del sitio de ramificación. ^[1]

U1 y U11 se pueden plegar de manera similar

El espliceosoma menor consta de U11 , U12 , U4atac y U6atac , junto con U5 y un número desconocido de proteínas no snRNP. Los snRNP U11, U12 y U4atac/U6atac son análogos funcionales de los snRNP U1 , U2 y U4 / U6 en el espliceosoma mayor. ^{[2] [3] [4] [5] [6]} Aunque los snRNA menores U4atac y U6atac son análogos funcionales de U4 y U6, respectivamente, comparten solo una homología de secuencia limitada (c. 40%). Además, la secuencia de U11 en comparación con U1, así como la de U12 en comparación con U2, no están relacionadas en absoluto. A pesar de este hecho, los snRNA menores U11, U12, U4atac y U6atac se pueden plegar en estructuras similares a U1, U2, U4 y U6, respectivamente. ^[7]

Ubicación de la actividad espliceosómica menor

La mayoría de los expertos consideran que la ubicación de la actividad espliceosómica del espliceosoma de clase menor se encuentra en el núcleo. ^{[ cita requerida ]} Sin embargo, un solo artículo ha afirmado que el espliceosoma menor está activo en el citosol. ^[8] Los datos presentados en este artículo no son completamente aceptados dentro del campo y contradicen directamente numerosos otros artículos.

Evolución

Al igual que el espliceosoma mayor, el espliceosoma menor tuvo un origen temprano: varios de sus constituyentes característicos están presentes en organismos representativos de todos los supergrupos eucariotas para los que existe información sustancial sobre la secuencia del genoma. Además, los elementos de secuencia funcionalmente importantes contenidos en los intrones de tipo U12 y los ARNpn se conservan en gran medida durante la evolución.

Véase también

• Empalme de ARN
• Espliceosoma

Referencias

Artículos de revisión:

• Turunen, JJ, Niemelä, EH, Verma, B., y Frilander, M. J (enero-febrero de 2013). "El otro significativo: empalme por el espliceosoma menor". Wiley Interdisciplinary Reviews: ARN . 4 (1): 61–76. doi :10.1002/wrna.1141. PMC  3584512 . PMID  23074130.{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )Revisar.
• Will CL, Lührmann R (agosto de 2005). "Empalme de una clase rara de intrones por el espliceosoma dependiente de U12". Biol. Chem . 386 (8): 713–24. doi :10.1515/BC.2005.084. PMID  16201866. S2CID  35468060.Revisar.

Artículos clásicos:

• Jackson IJ (25 de julio de 1991). "Una reevaluación de los sitios de empalme de ARNm no consensuados". Nucleic Acids Res . 19 (14): 3795–8. doi :10.1093/nar/19.14.3795. PMC  328465 . PMID  1713664.
• Hall SL, Padgett RA (1994). "Secuencias conservadas en una clase de intrones nucleares eucariotas raros con sitios de empalme no consensuales". J. Mol. Biol . 239 (3): 357–65. doi :10.1006/jmbi.1994.1377. PMID  8201617.
• Tarn WY, Steitz JA (8 de marzo de 1996). "Un nuevo espliceosoma que contiene snRNP U11, U12 y U5 escinde un intrón de clase menor (AT-AC) in vitro". Cell . 84 (5): 801–11. doi : 10.1016/S0092-8674(00)81057-0 . PMID  8625417.
• Russell AG, Charette JM, Spencer DF, Gray MW (19 de octubre de 2006). "Un origen evolutivo temprano del espliceosoma menor". Nature . 443 (7113): 863–6. Bibcode :2006Natur.443..863R. doi :10.1038/nature05228. PMID  17051219. S2CID  4419061.

Otras referencias:

1. Dietrich RC, Incorvaia R, Padgett RA (1997). "Las secuencias de dinucleótidos de intrones terminales no distinguen entre intrones dependientes de U2 y U12". Molecular Cell . 1 (1): 151–160. doi : 10.1016/S1097-2765(00)80016-7 . PMID  9659912.
2. Hall SL, Padgett RA (1996). "Requisitos de ARNm U12 para el empalme in vivo de una clase menor de intrones de pre-ARNm nucleares eucariotas". Science . 271 (5256): 1716–8. Bibcode :1996Sci...271.1716H. doi :10.1126/science.271.5256.1716. PMID  8596930. S2CID  35875143.
3. Tarn WY, Steitz JA (1996). "Un nuevo espliceosoma que contiene snRNP U11, U12 y U5 escinde un intrón de clase menor (AT-AC) in vitro". Cell . 84 (5): 801–11. doi : 10.1016/S0092-8674(00)81057-0 . PMID  8625417.
4. Kolossova I, Padgett RA (1997). "El ARNm pequeño de U11 interactúa in vivo con el sitio de empalme 5' de los intrones del pre-ARNm dependientes de U12 (AU-AC)". ARN . 3 (3): 227–33. PMC 1369475 . PMID  9056760. 
5. Yu YT, Steitz JA (1997). "Enlace cruzado específico de sitio de U11 y U6atac de mamíferos al sitio de empalme 5' de un intrón AT–AC". Proc. Natl. Sci. USA . 94 (12): 6030–5. Bibcode :1997PNAS...94.6030Y. doi : 10.1073/pnas.94.12.6030 . PMC 20995 . PMID  9177163. 
6. Incorvaia R, Padgett RA (1998). "El emparejamiento de bases con el ARNm secundario U6atac es necesario para la activación del sitio de empalme 5' de intrones dependientes de U12 in vivo". ARN . 4 (6): 709–18. doi :10.1017/S1355838298980207. PMC 1369652 . PMID  9622129. 
7. Tarn WY, Steitz JA (1996). "Se requieren ARN nucleares pequeños U4 y U6 altamente divergentes para el empalme de intrones AT-AC raros". Science . 273 (5283): 1824–32. Bibcode :1996Sci...273.1824T. doi :10.1126/science.273.5283.1824. PMID  8791582. S2CID  2638546.
8. König H, Matter N, Bader R, Thiele W, Müller F (16 de noviembre de 2007). "Segregación por empalme: el espliceosoma menor actúa fuera del núcleo y controla la proliferación celular". Cell . 131 (4): 1718–29. doi : 10.1016/j.cell.2007.09.043 . PMID  18022366.