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Cuerpos P

En biología celular , los P-bodies , o cuerpos de procesamiento , son focos distintos formados por separación de fases dentro del citoplasma de una célula eucariota que consisten en muchas enzimas involucradas en el recambio de ARNm . [1] Los P-bodies son estructuras altamente conservadas y se han observado en células somáticas originadas de vertebrados e invertebrados , plantas y levaduras . Hasta la fecha, se ha demostrado que los P-bodies desempeñan papeles fundamentales en la descomposición general del ARNm , la descomposición del ARNm mediada por sinsentidos , la descomposición del ARNm mediada por elementos ricos en adenilato-uridilato y el silenciamiento del ARNm inducido por microARN (miARN) . [2] No todos los ARNm que entran en los P-bodies se degradan, ya que se ha demostrado que algunos ARNm pueden salir de los P-bodies y reiniciar la traducción . [3] [4] La purificación y secuenciación del ARNm a partir de cuerpos de procesamiento purificados mostró que estos ARNm son reprimidos en gran medida a nivel traduccional antes del inicio de la traducción y están protegidos de la descomposición del ARNm 5'. [5]

Originalmente se propuso que los cuerpos P eran los sitios de degradación del ARNm en la célula y estaban involucrados en la desprotección y digestión de los ARNm destinados a la destrucción. [6] [7] Trabajos posteriores pusieron esto en duda al sugerir que los cuerpos P almacenan el 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 vinculado a 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 "gránulos pequeños... focos discretos y prominentes" como la ubicación citoplasmática de la exorribonucleasa de ratón mXrn1p. No fue hasta 2002 que se publicó un vistazo a la naturaleza e importancia de estos focos citoplasmáticos, [12] [13] [14] cuando los investigadores demostraron que múltiples proteínas involucradas en la degradación del ARNm se localizan en los focos. Su importancia fue reconocida después de que se obtuvieran evidencias experimentales que apuntaban a los cuerpos P como los sitios de degradación del ARNm en la célula. [7] Los investigadores llamaron a estas estructuras cuerpos de procesamiento o "cuerpos P". Durante este tiempo, también se usaron muchos nombres descriptivos para identificar los cuerpos de procesamiento, incluidos "cuerpos GW" y "cuerpos de desprotección"; sin embargo, "cuerpos P" fue el término elegido y ahora se usa y acepta ampliamente en la literatura científica. [7] Recientemente se han presentado evidencias que sugieren 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 del gen miRNA, se encuentran exclusivamente en cuerpos multivesiculares o cuerpos GW y no están localizados en cuerpos P. También cabe destacar que los cuerpos P no son equivalentes a los gránulos de estrés y contienen en gran medida proteínas que no se superponen. [5] Las dos estructuras sustentan funciones celulares superpuestas pero generalmente ocurren bajo diferentes estímulos. Hoyle et al. sugiere que un nuevo sitio denominado cuerpos EGP, o gránulos de estrés, puede ser responsable del almacenamiento de ARNm ya que estos sitios carecen de la enzima decapadora. [16]

Asociaciones con microARN

La represión mediada por microARN ocurre de dos maneras, ya sea por represión traduccional o estimulando la descomposición del ARNm. Los miARN reclutan el complejo RISC al ARNm al que están unidos. El vínculo con los P-bodies se debe al hecho de que muchas, si no la mayoría, de las proteínas necesarias para el silenciamiento del gen de miARN se localizan en los P-bodies, como revisaron Kulkarni et al. (2010). [2] [17] [18] [19] [20] Estas proteínas incluyen, pero no se limitan a, la proteína de andamiaje GW182, Argonaute (Ago), enzimas de decapitación y helicasas de ARN . La evidencia actual apunta a los P-bodies como centros de andamiaje de la función de miARN, especialmente debido a la evidencia de que una eliminación de GW182 interrumpe la formación de P-bodies. Sin embargo, quedan muchas preguntas sin respuesta sobre los P-bodies y su relación con la actividad de miARN. En concreto, se desconoce si existe una especificidad dependiente del contexto (estado de estrés frente a estado normal) en el mecanismo de acción de los P-body. Basándonos en la evidencia de que los P-body a veces son el lugar de la descomposición del ARNm y a veces el ARNm puede salir de los P-body 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 P-body funcionan activamente en el proceso de silenciamiento del gen de los microARN o si simplemente están en espera.

Composición de proteínas

En 2017, se publicó un nuevo método para purificar los cuerpos de procesamiento. [5] Hubstenberger et al. utilizaron la clasificación de partículas activada por fluorescencia (un método basado en las ideas de la clasificación celular activada por fluorescencia ) para purificar los cuerpos de procesamiento de las células epiteliales humanas. A partir de estos cuerpos de procesamiento purificados, pudieron utilizar la espectrometría de masas y la 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 los cuerpos de procesamiento. [5] Cabe destacar que 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, se utilizan para el almacenamiento de ARNm reprimido traduccionalmente. Esta observación fue respaldada además por la obtención de imágenes de moléculas individuales de ARNm por parte del grupo Chao en 2017. [9]

En 2018, Youn et al. adoptaron un enfoque de etiquetado de proximidad llamado BioID para identificar y predecir el proteoma del cuerpo de procesamiento. [21] Diseñaron células para expresar varias proteínas localizadas en el cuerpo de procesamiento como proteínas de fusión con la enzima BirA*. Cuando las células se incuban con biotina , BirA* biotinilará las proteínas que están cerca, marcando así las proteínas dentro de los cuerpos de procesamiento con una etiqueta de biotina. Luego se utilizó estreptavidina para aislar las proteínas etiquetadas y espectrometría de masas para identificarlas. Usando este enfoque, Youn et al. identificaron 42 proteínas que se localizan en los cuerpos de procesamiento. [21]

Referencias

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