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cuerpos P

En biología celular , los cuerpos P , u cuerpos procesadores , son focos distintos formados por separación de fases dentro del citoplasma de una célula eucariota y que constan de muchas enzimas implicadas en el recambio del ARNm . [1] Los cuerpos P son estructuras altamente conservadas y se han observado en células somáticas originarias de vertebrados e invertebrados , plantas y levaduras . Hasta la fecha, se ha demostrado que los cuerpos P desempeñan funciones fundamentales en la desintegración general del ARNm , la desintegración del ARNm mediada por sin sentido , la desintegración del ARNm mediada por elementos ricos en adenilato-uridilato y el silenciamiento del ARNm inducido por microARN (miARN) . [2] No todos los ARNm que ingresan a los cuerpos P se degradan, ya que se ha demostrado que algunos ARNm pueden salir de los cuerpos P y reiniciar la traducción . [3] [4] La purificación y secuenciación del ARNm de los cuerpos de procesamiento purificados mostró que estos ARNm están en gran medida reprimidos traslacionalmente aguas arriba del inicio de la traducción y están protegidos de la descomposición del ARNm 5'. [5]

Originalmente se propuso que los cuerpos P fueran los sitios de degradación del ARNm en la célula y estuvieran involucrados en la descapsulación y digestión de los ARNm destinados a la destrucción. [6] [7] Un trabajo posterior cuestionó esto al sugerir que los cuerpos P almacenan ARNm hasta que se necesita para la traducción. [8] [5] [9]

En las neuronas , los cuerpos P son movidos por proteínas motoras en respuesta a la estimulación. Es probable que esto esté relacionado con la traducción local en las dendritas . [10]

Historia

Los cuerpos P fueron descritos por primera vez en la literatura científica por Bashkirov et al. [11] en 1997, en el que describen "pequeños gránulos... focos discretos y prominentes" como la ubicación citoplasmática de la exoribonucleasa de ratón mXrn1p. No fue hasta 2002 que se publicó un vistazo a la naturaleza y la importancia de estos focos citoplasmáticos. [12] [13] [14] , cuando los investigadores demostraron que múltiples proteínas implicadas en la degradación del ARNm se localizan en los focos. Su importancia fue reconocida después de que se obtuvo evidencia experimental que señalaba a los cuerpos P como los sitios de degradación del ARNm en la célula. [7] Los investigadores denominaron a estas estructuras cuerpos de procesamiento o "cuerpos P". Durante este tiempo, también se utilizaron muchos nombres descriptivos para identificar los cuerpos de procesamiento, incluidos "cuerpos GW" y "cuerpos de descapsulación"; sin embargo, el término elegido fue "cuerpos P" y ahora se utiliza y acepta ampliamente en la literatura científica. [7] Recientemente se ha presentado evidencia que sugiere que los cuerpos GW y los cuerpos P pueden ser, de hecho, componentes celulares diferentes. [15] La evidencia es que GW182 y Ago2, ambos asociados con el silenciamiento de genes de miARN, se encuentran exclusivamente en cuerpos multivesiculares o cuerpos GW y no están localizados en cuerpos P. También es de destacar que los cuerpos P no son equivalentes a los gránulos de estrés y contienen proteínas en gran medida que no se superponen. [5] Las dos estructuras soportan funciones celulares superpuestas, pero generalmente ocurren bajo estímulos diferentes. Hoyle et al. sugiere que un nuevo sitio denominado cuerpos EGP, o gránulos de estrés, puede ser responsable del almacenamiento del ARNm, ya que estos sitios carecen de la enzima decapante. [dieciséis]

Asociaciones con microARN

La represión mediada por microARN ocurre de dos maneras, ya sea mediante represión traduccional o estimulando la descomposición del ARNm. Los miARN reclutan el complejo RISC al ARNm al que están unidos. El vínculo con los cuerpos P se debe al hecho de que muchas, si no la mayoría, de las proteínas necesarias para el silenciamiento de genes de miARN están localizadas en los cuerpos P, como lo revisaron Kulkarni et al. (2010). [2] [17] [18] [19] [20] Estas proteínas incluyen, entre otras, la proteína de andamio GW182, Argonaute (Ago), enzimas decapantes y ARN helicasas . La evidencia actual apunta a que los cuerpos P son centros de andamiaje de la función de miARN, especialmente debido a la evidencia de que una eliminación de GW182 interrumpe la formación de cuerpos P. Sin embargo, quedan muchas preguntas sin respuesta sobre los cuerpos P y su relación con la actividad de los miARN. Específicamente, se desconoce si existe una especificidad dependiente del contexto (estado de estrés versus normal) en el mecanismo de acción del cuerpo P. Con base en la evidencia de que los cuerpos P a veces son el sitio de desintegración del ARNm y, a veces, el ARNm puede salir de los cuerpos P y reiniciar la traducción, queda la pregunta de qué controla este cambio. Otro punto ambiguo que debe abordarse es si las proteínas que se localizan en los cuerpos P funcionan activamente en el proceso de silenciamiento del gen miARN o si simplemente están en espera.

Composición de proteínas

En 2017 se publicó un nuevo método para purificar los cuerpos procesados. [5] Hubstenberger et al. utilizó la clasificación de partículas activadas por fluorescencia (un método basado en las ideas de clasificación de células activadas por fluorescencia ) para purificar los cuerpos de procesamiento a partir de células epiteliales humanas. A partir de estos cuerpos de procesamiento purificados pudieron utilizar espectrometría de masas y secuenciación de ARN para determinar qué proteínas y ARN se encuentran en los cuerpos de procesamiento, respectivamente. Este estudio identificó 125 proteínas que están significativamente asociadas con el procesamiento de cuerpos. [5] En particular, este trabajo proporcionó la evidencia más convincente hasta la fecha de que los cuerpos P podrían no ser los sitios de degradación en la célula y, en cambio, usarse para el almacenamiento de ARNm traduccionalmente reprimido. Esta observación fue respaldada aún más por imágenes de una sola molécula de ARNm realizadas por el grupo Chao en 2017. [21]

En 2018, Youn et al. adoptó un enfoque de etiquetado de proximidad llamado BioID para identificar y predecir el proteoma corporal de procesamiento. [22] Diseñaron células para expresar varias proteínas de procesamiento localizadas en el cuerpo como proteínas de fusión con la enzima BirA*. Cuando las células se incuban con biotina , BirA* biotinilará las proteínas cercanas, etiquetando así las proteínas dentro de los cuerpos de procesamiento con una etiqueta de biotina. Luego se utilizó estreptavidina para aislar las proteínas marcadas y espectrometría de masas para identificarlas. Utilizando este enfoque, Youn et al. Identificaron 42 proteínas que se localizan en los cuerpos procesadores. [22]

Referencias

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