Papel del ARN en cambios en la expresión génica

Finalmente, siguiendo el capítulo 3 del libro La epigenética: de Carlos Romá Gallardo, vamos a descubrir el último método que se describe para cambiar la expresión génica. Previamente hemos descrito mecanismos epigenéticos relacionados con metilación del ADN y modificaciones de histonas, y ahora es el turno de una molécula similar al ADN, el ARN.

Clásicamente se sabe que el ARN es una molécula intermediaria en el proceso de síntesis de proteínas, sin embargo, con el tiempo se han descubierto formas y funciones muy variadas para este ácido nucleico, descubriendo que tiene más importancia en la determinación del destino celular de la que se pensaba originalmente.

El ARN es un ácido nucleico químicamente muy similar al ADN, pero formado por ribosa en lugar de desoxirribosa y con la base nitrogenada uracilo en lugar de timina. Estas diferencias químicas originan una gran diferencia estructural, forman una cadena simple en lugar de la conocida doble hélice del ADN. La vida media de un ARN son 2 minutos.

Normalmente las ARN polimerasas transcriben una zona del ADN, formando un ARN (conocido como ARN mensajero), que es una copia interpretable con la instrucción que había en el ADN para la síntesis de proteína. El ribosoma traduce ese transcrito de ARN en una secuencia de aminoácidos.

 

RIBOZIMAS: ¿ARN O PROTEÍNA?

Las ribozimas son ARN con una función típica de proteínas: catalizar reacciones, es decir, facilitar que ocurran esas reacciones. Dos de las reacciones más importantes en la célula son catalizadas por ARN. La condensación de aminoácidos (actividad peptidil-transferasa) del ribosoma no es catalizada por proteínas, sino por el componente principal de ARN de la subunidad grande. De manera similar, el splicing del ARNm en eucariotas es catalizado por el snRNA U2-U6. Así, tanto el ribosoma como el spliceosoma actúan como ribozimas.

Existe una teoría llamada “hipótesis del mundo de ARN” Sostiene que la maquinaria hereditaria actual surgió a partir del ARN que almacenaba información genética y catalizaba reacciones químicas y posteriormente aparecieron el ADN y las proteínas.

 

OTROS TIPOS DE ARN

Aparte de ARN mensajero, existen otros tipos de ARN, por ejemplo, el ARN ribosómico que interacciona con proteínas para formar el ribosoma, un complejo necesario para la correcta traducción de proteínas. En este proceso también interviene el ARN de transferencia, que se une específicamente a un aminoácido y al ARN mensajero, sirviendo como puente entre el “lenguaje” de aminoácidos y el de nucleótidos.

 

 

Los ARNt y los ribosomas (artículo). (s/f). Khan Academy. Recuperado el 22 de marzo de 2024, de https://es.khanacademy.org/science/biology/gene-expression-central-dogma/translation-polypeptides/a/trna-and-ribosomes

 

ARN NO CODIFICANTES

Históricamente se estableció una regla: un gen= una proteína, sin embargo, se conocen ARN que nunca se traducen en proteínas, aunque se formen a partir de secuencias de ADN. Es conocido como ARN no codificante. Estos ARN pueden no solo no promover la traducción de proteínas, sino inhibirla.

Este silenciamiento génico post-transcripcional es llevado a cabo por micro ARN (miARN) y ARN pequeño de interferencia (siARN), en caso del miARN a un único objetivo de ARN y en el caso del siARN a múltiples objetivos.

Son ARN de cadena simple que se dirigen al ARN mensajero formando una doble cadena con una estructura complementaria, impidiendo su traducción o eliminándolos mediante el complejo RISC (Complejo de Silenciamiento Inducido por RNA), que mediante su actividad nucleasa (rompe el ARN y o lo degrada o lo desestabiliza).El ARN mensajero aparece, pero se evita la síntesis de proteínas actuando sobre este ARN.

En posteriores entradas detallaremos distintas modificaciones de bases del ARN y su efecto y un proceso epigenético relacionado importante como la inactivación del cromosoma X en mamíferos.

 

En conclusión, el ARN es una molécula fundamental en la epigenética y se debe descartar la idea de que es únicamente una copia del ADN que se traduce a proteína, ya que lleva a cabo una variedad de funciones fundamentales.

 

REFERENCIAS

Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., & Walter, P. (2002). The RNA world and the origins of life. Garland Science.

Universität Basel. (2017, julio 12). RNA molecules live short lives. Science Daily. https://www.sciencedaily.com/releases/2017/07/170712201054.htm

Wilson, T. J., & Lilley, D. M. J. (2015). RNA catalysis—is that it? RNA (New York, N.Y.), 21(4), 534–537. https://doi.org/10.1261/rna.049874.115‌