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ARN ribosómico 23S

Representación tridimensional del ribosoma. Esta es una vista de la disposición tridimensional del ARNr 23S y 5S en la subunidad ribosomal 50S de Escherichia coli basada en una reconstrucción criomicroscópica electrónica . [1]

El ARNr 23S es un componente de 2.904 nucleótidos de longitud (en E. coli ) de la subunidad grande ( 50S ) del ribosoma bacteriano/arcaico 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 el dominio VII. [3] La actividad de 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, y estudios estructurales 3D recientes muestran dos sitios de unión diferentes según la especie de ribosoma. Numerosas mutaciones en dominios del ARNr 23S con actividad de peptidil transferasa han dado lugar a resistencia a los antibióticos . [4] Los genes ARNr 23S suelen tener mayores variaciones de secuencia, incluidas inserciones y/o deleciones, en comparación con otros ARNr. [5]

El homólogo eucariota del ARNr LSU 23S 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 23S rRNA (G2252, A2451, U2506 y U2585) tienen una función significativa para la unión de tRNA en el sitio P de la subunidad ribosomal grande. [7] Estos nucleótidos de modificación en el sitio P pueden inhibir la unión de peptidil-tRNA. La modificación U2555 también puede intervenir con la transferencia de peptidil-tRNA a puromicina. Además, la modificación química de la mitad de estas posiciones G2251, G2253, A2439 y U2584 no puede prevenir la unión de tRNA. El peptidil-tRNA de las subunidades 50S que se une al sitio P preserva ocho posiciones de 23S rRNA de la modificación química. [7] Por otro lado, la mutación en 23S rRNA también puede tener impactos en el crecimiento celular. Las mutaciones A1912G, A1919G y Ψ1917C tienen un fenotipo de crecimiento potente y previenen 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 ribosómico 23S está compuesto por seis dominios que forman una red compleja de interacciones moleculares. Una región central monocatenaria conecta todos los dominios mediante el apareamiento de bases de las dos mitades, formando la hélice 26a. Algunos consideran que la hélice 26a es el dominio 0 debido a su acción como núcleo central y unidad de plegamiento compacta. La comparación de las secuencias de ARN ribosómico 23S y 28S en diferentes especies demuestra la conservación de la hélice 26a. Las hélices continúan brindando soporte como columna vertebral de la arquitectura del dominio. [9]

Plastido

Los ribosomas de los cloroplastos de las plantas "superiores" tienen un ARNr 4.5S adicional creado por la fragmentación del 23S. Está ubicado en el lado 3' del 23S en el operón del ARNr y corresponde al extremo 3' del ARNr 23S no fragmentado. [10]

Véase 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 criomicroscópica electrónica a 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". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 117 (33): 19879–19887. Bibcode :2020PNAS..11719879W. 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.; Stern, 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; Long, Katherine S. (2013). Resistencia a los antibióticos en bacterias causada por nucleósidos modificados en el ARN ribosómico 23S. Landes Bioscience.
  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 en genomas procariotas individuales". PLOS ONE . ​​4 (5): e5437. Bibcode :2009PLoSO...4.5437P. doi : 10.1371/journal.pone.0005437 . PMC 2672173 . PMID  19415112. 
  6. ^ Doris, Stephen M.; Smith, Deborah R.; Beamesderfer, Julia N.; Raphael, Benjamin 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 ribosomales". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 95 (7): 3525–3530. Bibcode :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 la peptidil transferasa y su relación con la unión de linezolid y la resistencia cruzada". Agentes antimicrobianos y quimioterapia . 54 (11): 4705–4713. doi :10.1128/AAC.00644-10. PMC 2976117. PMID  20696869 . 
  9. ^ Petrov, Anton S.; Bernier, Chad R.; Hershkovits, Eli; Xue, Yuzhen; Waterbury, Chris C.; Hsiao, Chiaolong; Stepanov, Victor G.; Gaucher, Eric A.; Grover, Martha A.; Harvey, Stephen C.; Hud, Nicholas V. (14 de junio de 2013). "Estructura secundaria y arquitectura de dominios 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; Ban, N (15 de febrero de 2017). "La estructura completa del ribosoma 70S del cloroplasto en complejo con el factor de traducción pY". The EMBO Journal . 36 (4): 475–486. doi :10.15252/embj.201695959. PMC 5694952 . PMID  28007896. 

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