En genética molecular , una región no traducida (o UTR ) se refiere a cualquiera de dos secciones, una a cada lado de una secuencia codificante en una cadena de ARNm . Si se encuentra en el lado 5' , se llama 5' UTR (o secuencia líder ), o si se encuentra en el lado 3' , se llama 3' UTR (o secuencia final ). El ARNm es un ARN que transporta información desde el ADN hasta el ribosoma , el sitio de síntesis ( traducción ) de proteínas dentro de una célula. El ARNm se transcribe inicialmente a partir de la secuencia de ADN correspondiente y luego se traduce en proteína. Sin embargo, varias regiones del ARNm no suelen traducirse en proteínas, incluidas las UTR 5' y 3'.
Aunque se denominan regiones no traducidas y no forman la región codificante de proteínas del gen, los uORF ubicados dentro de la 5'UTR pueden traducirse en péptidos . [1]
La UTR 5' está aguas arriba de la secuencia codificante. Dentro de la 5'UTR hay una secuencia reconocida por el ribosoma que le permite unirse e iniciar la traducción. El mecanismo de iniciación de la traducción difiere en procariotas y eucariotas . La UTR 3' se encuentra inmediatamente después del codón de parada de la traducción . "La 3 'UTR desempeña un papel fundamental en la terminación de la traducción, así como en la modificación postranscripcional" . [2]
Alguna vez se pensó que estas secuencias, a menudo largas, eran ARNm inútiles o basura que simplemente se habían acumulado a lo largo del tiempo evolutivo. Sin embargo, ahora se sabe que la región no traducida del ARNm participa en muchos aspectos reguladores de la expresión génica en organismos eucariotas. La importancia de estas regiones no codificantes está respaldada por el razonamiento evolutivo, ya que de otro modo la selección natural habría eliminado este ARN inutilizable.
Es importante distinguir las UTR 5' y 3' de otros ARN no codificantes de proteínas . Dentro de la secuencia codificante del pre-ARNm , se pueden encontrar secciones de ARN que no se incluirán en el producto proteico. Estas secciones de ARN se llaman intrones . El ARN que resulta del empalme del ARN es una secuencia de exones . La razón por la que los intrones no se consideran regiones no traducidas es que los intrones se separan en el proceso de empalme del ARN. Los intrones no están incluidos en la molécula de ARNm madura que se someterá a traducción y, por lo tanto, se consideran ARN no codificante de proteínas.
Las regiones no traducidas del ARNm se convirtieron en objeto de estudio ya a finales de la década de 1970, después de que se secuenciara completamente la primera molécula de ARNm. En 1978, se secuenció completamente la UTR 5' del ARNm de gamma-globina humana. [3] En 1980, se realizó un estudio sobre la UTR 3' de los genes de alfa-globina humana duplicados. [4]
La región no traducida se observa en procariotas y eucariotas, aunque la longitud y composición pueden variar. En procariotas, la UTR 5' suele tener entre 3 y 10 nucleótidos de longitud. En eucariotas, la UTR 5' puede tener de cientos a miles de nucleótidos de largo. Esto es consistente con la mayor complejidad de los genomas de los eucariotas en comparación con los procariotas. La UTR 3' también varía en longitud. La cola poli-A es esencial para evitar que el ARNm se degrade. Aunque existe variación en las longitudes de la UTR 5' y 3', se ha visto que la longitud de la UTR 5' está más conservada en la evolución que la longitud de la UTR 3'. [5]
La 5' UTR de los procariotas consta de la secuencia Shine-Dalgarno (5'-AGGAGGU-3'). [6] Esta secuencia se encuentra entre 3 y 10 pares de bases aguas arriba del codón de iniciación. El codón de iniciación es el sitio de inicio de la traducción a proteína.
La 5' UTR de los eucariotas es más compleja que la de los procariotas. Contiene una secuencia consenso de Kozak (ACCAUGG). [7] Esta secuencia contiene el codón de iniciación. El codón de iniciación es el sitio de inicio de la traducción a proteína.
La importancia de estas regiones no traducidas de ARNm apenas comienza a comprenderse. Se están realizando varios estudios médicos que han encontrado conexiones entre mutaciones en regiones no traducidas y un mayor riesgo de desarrollar una enfermedad particular, como el cáncer. Por ejemplo, se han descubierto asociaciones entre polimorfismos en la región HLA-G 3'UTR y el desarrollo de cáncer colorrectal . [8] Los polimorfismos de un solo nucleótido en la UTR 3' de otro gen también se han asociado con la susceptibilidad al parto prematuro . [9] Las mutaciones en la UTR 3' del gen APP están relacionadas con el desarrollo de angiopatía amiloide cerebral . [10]
A través del estudio reciente de regiones no traducidas, se ha recopilado información general sobre la naturaleza y función de estos elementos. Sin embargo, todavía hay mucho que se desconoce sobre estas regiones del ARNm. Dado que la regulación de la expresión genética es fundamental para el correcto funcionamiento de las células, ésta es un área de estudio que debe investigarse más a fondo. Es importante considerar que las mutaciones en regiones 3' no traducidas tienen el potencial de alterar la expresión de varios genes que pueden parecer no relacionados. [11] Apenas estamos comenzando a comprender los vínculos entre el funcionamiento adecuado de la región no traducida y los estados patológicos de las células.