RNA MENSAJERO II

Transporte de ARN mensajero en lugar de proteínas 

El transporte del ARNm en lugar de proteínas presenta varias ventajas significativas para una célula:

Los costos de transporte se reducen, ya que varias moléculas de proteínas pueden ser traducidas a partir de una sola de ARNm.

El transporte del ARNm puede impedir que las proteínas actúen ectópicamente antes de que lleguen al sitio apropiado, lo que es importante en el caso de los determinantes maternos, ya que una expresión inapropiada alteraría el patrón embrionario.

La traducción localizada puede facilitar la incorporación de proteínas en complejos macromoleculares mediante la generación de altas concentraciones de proteínas locales y la co-traducción de diferentes subunidades.

La proteínas nacientes pueden tener propiedades distintas de las proteínas preexistentes, en virtud de modificaciones postraduccionales o mediante vías de plegado ayudado por las proteínas chaperonas.

Se puede afinar la expresión génica en el espacio y el tiempo.

Como ejemplo se encuentran la orientación de diferentes empalmes a distintos comportamientos celulares y la activación de la traducción localizada del ARNm específicamente en su destino, en respuesta a señales tales como señales de guía, liberación de neurotransmisores 

Correlación entre la cantidad de ARN mensajero y proteína 

Mediante experimentaciones se ha determinado la relación entre el ARNm y los niveles de expresión de proteínas de genes seleccionados que se expresan en la levadura Saccharomyces ccerevisia. Para este proceso se realizó un lisiado total de las levaduras y mediante electroforesis bidimensional de alta resolución se separó el contenido proteico. Gracias a estas investigaciones se ha podido identificar que la correlación entre el ARNm y los niveles de proteínas son insuficientes para predecir cuantitativamente los niveles de expresión de ARNm para generar la proteína. una observación interesante.Datos interesantes obtenidos es que un sesgo de los codones no son predictores para determinar los niveles de proteína o de ARNm.

Regulación de la estabilidad del ARN mensajero en células de mamíferos.

Normalmente, la célula coordina la degradación o estabilización de varios subconjuntos funcionales de los ARNm que codifican las proteínas necesarias para el metabolismo biológico de los mamíferos. También se pueden dar estímulos, tanto intrínsecos como extrínsecos, los cuales activan vías de transducción de señales que modifican los distintos mecanismos de descomposición del ARNm .

Las tasas de degradación del ARN mensajero cambian a menudo como respuesta a un estímulo, con lo que rápidamente aumenta o disminuye la cantidad de ARNm para satisfacer las necesidades de una célula en función de las proteínas individuales que se codifican. Existen muchas proteínas implicadas en la degradación del ARN mensajero las cuales se concentran en lugares estratégicos del citoplasma y se denominan cuerpos de procesamiento (P-bodies) las transcripciones enteras de P-bodies pueden salir del citoplasma y volver a los polirribosomas para la traducción.

Existen numerosas vías de señalización que regulan la degradación del ARN mensajero. Una de las principales es la AUF1 la cual es una vía que se encuentra sujeta a la fosforilación de tirosina por acción de la enzima NPM-ALK quinasa (cinasa del linfoma anaplásico, una proteína expresada en un subconjunto de linfosomas). La hiperfosforilación de AUF1 contribuye a una mayor estabilidad de los ARNm que codifican numerosas ciclinas as como la oncoproteína MYC.

Se ha visto que ARNs no codificantes se ven inmersos en procesos de la degradación del ARN mensajero. Un ejemplo claro son micro ARN y ARN de interferencia los cuales forman aproximadamente el 3 % de todos los genes humanos y que se encargan de regular la expresión génica mediante el control de la traducción y degradación del ARNm.

Patologías 

Enfermedades por splicings crípticos y ARNm 

Considerando la importancia fundamental del proceso de splicing para la expresión génica en organismos complejos y la prevalencia y función biológica de la regulación del splicing alternativo, no es de extrañar que alteraciones en estos procesos sean causa de enfermedades genéticas. Se ha estimado que alrededor del 15 % de las enfermedades hereditarias tienen su origen en la alteración de las secuencias necesarias para distinguir las fronteras entre los exones e intrones.[9]​ Estas secuencias se denominan sitios de splicing 5’ (las que definen el final de un exón y el principio del siguiente intrón) y sitios de splicing 3’ (las que definen el final de un intrón y el principio del siguiente exón). Por ejemplo, la mutación de sitios de splicing o la activación de sitios de splicing crípticos en intrones del gen de la beta globina es una causa frecuente de una las primeras enfermedades genéticas identificadas, la beta-talasemia. La activación de sitios crípticos resulta en ARN mensajeros con alteraciones en la pauta de lectura que dan lugar a proteínas truncadas no funcionales.

Otro ejemplo de la activación de sitios de splicing crípticos con consecuencias patológicas se encuentra en la mutación más frecuente encontrada en pacientes con el síndrome de envejecimiento prematuro conocido como progeria de Hutchinson-Gilford. En este caso, la activación de un sitio de splicing 5’ dentro de uno de los exones del gen de la lámina A produce un ARN mensajero cuya traducción produce una proteína con una delección interna de 50 aminoácidos que tiene efectos drásticos sobre la estructura del núcleo celular y la estabilidad cromosómica.