los ARN que interactúan con PIWI, o piRNA para abreviar, son una clase de 'pequeños ARN reguladores' - pequeños trozos de ácido nucleico de solo 22-30 nucleótidos de longitud. Pueden ser pequeños, pero con sus proteínas Argonautas asociadas, los piRNA tienenel poder de 'silenciar' elementos transponibles, llamados genes egoístas que se encuentran en los genomas de plantas, hongos y animales.El silenciamiento guiado por piRNA puede actuar sobre la cromatina para bloquear la transcripción del transposón o destruir los ARNm del transposón para bloquear su traducción enproteínas
Aunque los científicos entienden bastante bien cómo los ARNip reprimen la expresión génica, hasta ahora, era mucho menos claro cómo se fabrican realmente los ARNip. En un artículo de investigación publicado en Nature, los científicos del Instituto de Biotecnología Molecular en Austria IMBA tienendesvelaron minuciosamente la secuencia de eventos que generan los piRNA con una longitud y secuencia definidas, un requisito central para definir el espectro objetivo del sistema de silenciamiento.
Misterio de la biogénesis de piRNA explicado
Julius Brennecke, uno de los autores principales del artículo, explicó: "Ya sabíamos que los piRNA se forman a partir de especies de ARN más largas que se cortan en pedazos mediante proteínas argonautas o una proteína llamada calabacín. Esto forma los extremos 5 'de so-llamados pre-piRNA, que se cargan en proteínas Argonaute y posteriormente se recortan y modifican para producir piRNA maduros. Como teníamos una comprensión bastante buena de la generación de extremos 5 'de piRNA, nuestro grupo se centró en los extremos 3', un proceso que fueno entendido por casi diez años "
Utilizando la mosca de la fruta común Drosophila melanogaster, un importante organismo modelo genético, los científicos del IMBA Rippei Hayashi y Jakob Schnabl, ambos primeros autores del artículo, revelaron que la formación del extremo piRNA 3 en realidad sigue una de dos vías paralelas.
"Una vez que se inicia la biogénesis, Zucchini genera realmente algunos extremos de piRNA 3 ', la endonucleasa que se sabe que genera principalmente extremos de piRNA 5'", dijo el último autor Stefan Ameres. "Pero Zucchini explica la biogénesis de solo un subconjunto depiRNAs. Luego descubrimos que la exonucleasa Nibbler es una segunda enzima clave que puede formar extremos de piRNA 3 'y nos dimos cuenta de que dos vías genéticamente separadas actúan en paralelo en la célula. Esto fue un verdadero deja vu ya que también encontramos que Nibbler madura algunosmicroARN, otra clase de pequeñas moléculas de ARN, durante mi trabajo postdoctoral "
Dos vías paralelas en sintonía
Más allá de desentrañar estas vías, su lugar de acción y sus implicaciones para los mecanismos reguladores de genes posteriores, el equipo también hizo algunas observaciones interesantes que podrían proporcionar pistas sobre la evolución de la biogénesis de ARN pequeños ". Las nucleasas que hemos identificado en esteel estudio tiene homólogos en animales que van desde esponjas hasta humanos. Curiosamente, algunas excepciones notables son evidentes. Los gusanos nematodos, por ejemplo, han perdido la enzima Zucchini, y los mosquitos del género Anopheles han perdido Nibbler. Ya sea que existan otros mecanismos de recorte de piRNA o sien estas especies, el modelo de dos vías se reduce a uno, no está claro. Sorprendentemente, tras la ablación simultánea de Zucchini y Nibbler en Drosophila, todavía se pueden generar piRNAs, en este caso por eventos de escisión de argonautas guiados por piRNA estrechamente espaciados.La única vía podría ser el antiguo sistema generador de piRNA, en el que se agregaron más tarde nucleasas sofisticadas como Zucchini y Nibbler para mejorar la eficienciaprecisión y precisión de la biogénesis de piRNA ", concluye Julius Brennecke.
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Materiales proporcionado por Instituto de Biotecnología Molecular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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