los ARNm programan la síntesis de proteínas en las células, y sus vidas funcionales están reguladas dinámicamente. Los investigadores de Ludwig-Maximilians-Universitaet LMU en Munich ahora han demostrado por qué los planos que son más difíciles de descifrar tienen vidas más cortas que otras.
El control de la expresión génica es un componente fundamental de los sistemas vivos. El término se refiere al conjunto de mecanismos que determina cómo la información hereditaria codificada en el genoma del ADN de cada célula se transcribe selectivamente en ARN mensajeros ARNm, y luego se traducepor ribosomas en proteínas. Debido a que el conjunto de proteínas sintetizadas en una célula define su estructura y capacidades bioquímicas, cada paso del proceso debe estar estrictamente regulado. Uno de los módulos de este sistema regulador está dedicado a la destrucción oportuna de ARNm en respuesta acondiciones cambiantes: un equipo internacional dirigido por el profesor Roland Beckmann en el Gene Center de LMU, en colaboración con Jeff Coller Universidad Case Western Reserve, Cleveland, EE. UU. y Toshifumi Inada Universidad de Tohoku, Sendai, Japón ha elaborado la estructura detallada deun complejo proteico que está involucrado en la degradación del ARNm y diseccionó su modo de acción. Los resultados del nuevo estudio, que aparece en la hojading journal ciencia , explique cómo y por qué la vida útil de una molécula de ARNm está relacionada con la tasa de síntesis de la proteína que codifica.
"Los datos estadísticos ya habían revelado que la vida útil de un ARNm se correlaciona con la velocidad del ribosoma durante la síntesis de su producto proteico", dice Robert Buschauer, estudiante de doctorado en el grupo de Beckmann y autor principal del nuevo artículo. "Pero ella base molecular de esta relación era completamente desconocida "
La eficiencia de la síntesis de proteínas depende en gran medida de qué tan bien el ribosoma pueda leer las instrucciones codificadas en las secuencias de nucleótidos de los ARNm. Estos programas están escritos en el lenguaje del código genético. Las secuencias de triplete de nucleótidos 'codones' especifican el ordenen el que los diferentes aminoácidos que forman la proteína están unidos entre sí. Cada uno de los conjuntos de aminoácidos requeridos es entregado al ribosoma por una molécula adaptadora llamada tRNA. Cada tRNA también está equipado con un triplete de nucleótidos un 'anticodón' que reconoce su contraparte en el ARNm, y esta interacción permite que su carga de aminoácidos se coloque en la posición correcta en la proteína en crecimiento. El código genético es redundante: prácticamente todos los aminoácidos están especificados por varios tripletes de nucleótidos, que se leencon eficiencias variables por el ribosoma. Si un triplete dado es difícil de leer, el ribosoma tarda más en seleccionar el ARNt apropiado con el aminoácido requerido.Identifica la base mecanicista del vínculo entre este retraso y la degradación de los ARNm."Con la ayuda de la microscopía crioelectrónica, pudimos demostrar que un complejo proteico clave que se requiere para la degradación del ARNm puede interactuar con el ribosoma solo si el sitio de unión del ARNt no está ocupado".Este hallazgo explica por qué la probabilidad de que una molécula de ARNm se degrade en el ribosoma aumenta con la fracción de codones decodificados de manera ineficiente que contiene.
"Esta interacción recién descubierta es de hecho crucial para el acoplamiento entre la degradación de ARNm y la eficiencia ribosómica", dice Beckmann. La destrucción de ARNm es un proceso esencial, cuyos componentes centrales difieren muy poco entre las levaduras y las células humanas. Cualquier error que ocurrapuede dar lugar a enfermedades neurodegenerativas, cánceres u otros trastornos graves. Por lo tanto, una mejor comprensión de los mecanismos subyacentes es un requisito previo para el desarrollo de terapias más efectivas.
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Materiales proporcionado por Ludwig-Maximilians-Universität München . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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