Particularmente sensibles a las modificaciones químicas, los ARN mensajeros ARNm son moléculas encargadas de transmitir la información codificada en nuestro genoma, permitiendo la síntesis de proteínas, necesarias para el funcionamiento de nuestras células. Dos equipos de la Universidad de Ginebra UNIGE, Suiza, en colaboración con la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología NTNU, se han centrado en un tipo específico de modificación química, llamada metilación, de moléculas de ARNm en el gusano pequeño. Caenorhabditis elegans . Encontraron que la metilación en una secuencia particular de un ARNm conduce a su degradación y que este mecanismo de control depende de la dieta del gusano. Estos hallazgos deben leerse en la revista celda .
Se llevan a cabo varios pasos antes de que un gen codificado por ADN produzca la proteína correspondiente. Una de las dos cadenas de ADN se transcribe primero en ARN, que luego se somete a varios procesos, incluido el empalme, antes de traducirse en una proteína. Este proceso eliminasecuencias no codificantes intrones del gen, dejando solo las secuencias codificantes de proteínas exones. Esta forma madura de ARN se llama ARN mensajero ARNm.
Un "post-it" para bloquear la síntesis de proteínas
Además de estos procesos, el ARN - pero también las moléculas de ADN - pueden sufrir una modificación química: la metilación. Esta consiste en agregar un grupo metilo CH3 que permite modificar el destino de estas moléculas sin alterar su secuencia.en el ARN o ADN en lugares muy específicos como "post-its", los grupos metilo indican a la célula que se debe dar un destino particular a estas moléculas. La metilación del ARN es esencial: los ratones sin metilación del ARN mueren en una etapa embrionaria temprana.
Dos equipos vecinos de la UNIGE, uno trabajando en la regulación del ARN y el otro especializado en la organización del ADN en el gusano C. elegans , han estudiado el papel de la metilación en el control de la expresión génica. Los laboratorios de Ramesh Pillai y Florian Steiner, profesores del Departamento de Biología Molecular de la Facultad de Ciencias de la UNIGE, han demostrado por primera vez que la metilación al final de laEl intrón de un gen en particular bloquea la maquinaria de empalme. El intrón no se puede eliminar y la proteína no se produce.
regulación fina para garantizar un equilibrio justo
Este gen, cuyo ARNm es modificado por metilación, codifica la enzima que produce el donante de metilo. "Por lo tanto, es un mecanismo de autorregulación, ya que el gen involucrado en la producción de un factor clave requerido para la metilación está regulado por la metilación."explica Mateusz Mendel, investigador del Departamento de Biología Molecular de la Facultad de Ciencias de la UNIGE, y primer autor de este estudio.
Además, esta modificación depende de la cantidad de nutrientes que reciben los gusanos. "Cuando los nutrientes son abundantes, el ARNm se metila, el empalme de genes se bloquea y el nivel de donantes de metilo disminuye, lo que limita el número de posibles reacciones de metilación.. Por otro lado, cuando hay pocos nutrientes, no hay metilación del ARN particular de este gen, por lo que no se bloquea el empalme y aumenta la síntesis de donantes de metilo ", informa Kamila Delaney, investigadora del Departamento de Biología Molecular.en la Facultad de Ciencias de la UNIGE. Los elementos presentes en los alimentos proporcionan las materias primas necesarias para producir el donante de metilo, por lo que la inhibición del empalme dependiente de la metilación frena su producción en condiciones de una dieta rica ". Reacciones de metilación aberrantes: demasiadoo muy poco - son la causa de muchas enfermedades. La célula ha establecido este sistema regulador muy sofisticado para garantizar un equilibrio justo de metilaciones en la célula ", resume Mateus.z Mendel.
La metilación de ARNm en estas secuencias específicas fue descubierta en la década de 1970 por científicos, incluido Ueli Schibler, ex profesor de la UNIGE, antes de ser olvidado. Pasaron 40 años antes de que los investigadores redescubrieran su importancia en la regulación genética en 2012. Con este estudio, científicos del Departamento de Biología Molecular destacan el papel crucial de la metilación en el control del empalme y en la respuesta a los cambios ambientales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Ginebra . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :