Carapucha 5': Diferenzas entre revisións
m Bot: Substitución automática de texto (-{{Listaref|2}} +{{Listaref|30em}}) |
Sen resumo de edición |
||
(Non se amosan 11 revisións feitas por 5 usuarios.) | |||
Liña 1: | Liña 1: | ||
[[Ficheiro:5'_cap_structure.png|miniatura|dereita|350px|Estrutura da carapucha 5′.]] |
[[Ficheiro:5'_cap_structure.png|miniatura|dereita|350px|Estrutura da carapucha 5′.]] |
||
En [[bioloxía molecular]], a '''carapucha 5′''' |
En [[bioloxía molecular]], a '''carapucha 5′''',<ref>Bruce Alberts et al. Biología Molecular de la Célula. Omega. 1986. Páxina 440. ISBN 84-282-0752-6. Como comparación, esta obra é un exemplo das que o denominan (en castelán) "caperuza" (carapucha). ''Cap'' en inglés pode significar carapucha, caparucha, caparuza, gorro, tapa, tapón, remate, entre outras cousas.</ref> '''carapucha 5 prima''' ou '''caparuza 5′''' (moitas veces utilízase a denominación inglesa '''5' cap''' ou 5'-cap) é un [[nucleótido]] especialmente alterado situado no [[extremo 5']] do [[pre-ARNm|ARN mensaxeiro precursor]] e algúns outros transcritos primarios atopados en [[eucarionte|eucariotas]]. Tamén se pode denominar '''carapucha 7-metilguanosina''' ou carapucha m7G, carapucha G ARN m<sup>7</sup> ou caparuza 5'. O proceso de formación da carapucha 5' é vital para crear [[procesamento do ARN|ARNm maduro]], que pode experimentar despois a súa [[tradución de proteínas|tradución]] a [[proteína]]s. A formación da carapucha asegura a estabilidade do [[ARNm]] durante a tradución, e é un proceso moi regulado que ocorre no [[núcleo celular]] exclusivamente, polo que os ARNm de [[mitocondria]]s e [[cloroplasto]]s non teñen carapucha 5'.<ref name=temperley2010>{{Cita publicación periódica|last1=Temperley|first1=Richard J.|last2=Wydro|first2=Mateusz|last3=Lightowlers|first3=Robert N.|last4=Chrzanowska-Lightowlers|first4=Zofia M.|title=Human mitochondrial mRNAs—like members of all families, similar but different|journal=Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics|date=June 2010|volume=1797|issue=6-7|pages=1081–1085|doi=10.1016/j.bbabio.2010.02.036|url=/proxy/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0005272810000915|accessdate=12 December 2014}}</ref><ref name=monde2000>{{Cita publicación periódica|last1=Monde|first1=Rita A|last2=Schuster|first2=Gadi|last3=Stern|first3=David B|title=Processing and degradation of chloroplast mRNA|journal=Biochimie|date=7 June 2000|volume=82|issue=6-7|pages=573–582|doi=10.1016/S0300-9084(00)00606-4|url=/proxy/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0300908400006064|accessdate=12 December 2014}}</ref> |
||
== Estrutura da carapucha 5′ == |
== Estrutura da carapucha 5′ == |
||
[[Ficheiro:7-Methylguanosine.svg|miniatura|Molécula de 7-metilguanosina con carga positiva no N.]] |
[[Ficheiro:7-Methylguanosine.svg|miniatura|Molécula de 7-metilguanosina con carga positiva no N.]] |
||
A carapucha 5′ encóntrase no [[extremo 5']] dunha moécula de ARNm e consiste nunha molécula dun nucleótido con [[guanina]] unido ao ARNm por medio dun |
A carapucha 5′ encóntrase no [[extremo 5']] dunha moécula de ARNm e consiste nunha molécula dun nucleótido con [[guanina]] unido ao ARNm por medio dun enlace 5′-5′ trifosfato pouco común. Esta [[guanosina]] é [[metilo|metilada]] ''[[in vivo]]'' no nitróxeno en posición 7 directamente despois da formación da carapucha por unha [[Transferase|metil transferase]], o que crea unha carga positiva en dito nitróxeno. Por iso tamén se denomina carapucha [[7-metilguanosina]] ou 7-metilguanilato, abreviada m<sup>7</sup>G. |
||
Posteriores modificacións son a posible metilación dos grupos [[hidroxilo]] 2' das dúas primeiras [[ribosa]]s do extremo 5' do ARNm. A metilación de ambos os grupos hidroxilo móstrase no primeiro diagrama. |
Posteriores modificacións son a posible metilación dos grupos [[hidroxilo]] 2' das dúas primeiras [[ribosa]]s do extremo 5' do ARNm. A metilación de ambos os grupos hidroxilo móstrase no primeiro diagrama. |
||
Liña 16: | Liña 16: | ||
== Formación da carapucha == |
== Formación da carapucha == |
||
O punto de comezo para a formación da carapucha ('''''capping''''') é o extremo 5' inalterado dunha molécula de ARNm. Este presenta un nucleótido final unido a tres grupos fosfato polo carbono 5'. |
O punto de comezo para a formación da carapucha ou "carapuchado" ('''''capping''''') é o extremo 5' inalterado dunha molécula de ARNm. Este presenta un nucleótido final unido a tres grupos fosfato polo carbono 5'. |
||
# Un dos grupos fosfato terminais é eliminado por unha [[fosfatase]] terminal do ARN, o que deixa só dous fosfatos. |
# Un dos grupos fosfato terminais é eliminado por unha [[fosfatase]] terminal do ARN, o que deixa só dous fosfatos. |
||
# Unha [[guanilil transferase]] utiliza como [[substrato encimático|substrato]] un [[GTP]] para engadir un [[GMP]] aos devanditos dous fosfatos terminais. No proceso pérdense dous grupos fosfato procedentes do GTP, polo que o que se engade realmente é [[GMP]]. Como o GMP se uniu polo seu único fosfato aos dous grupos fosfato que xa estaban no extremo, fórmase un enlace 5′–5′ trifosfato. |
# Unha [[guanilil transferase]] utiliza como [[substrato encimático|substrato]] un [[GTP]] para engadir un [[GMP]] aos devanditos dous fosfatos terminais. No proceso pérdense dous grupos fosfato procedentes do GTP, polo que o que se engade realmente é [[GMP]]. Como o GMP se uniu polo seu único fosfato aos dous grupos fosfato que xa estaban no extremo, fórmase un enlace 5′–5′ trifosfato. |
||
# O nitróxeno en posición 7 da [[base nitroxenada]] [[guanina]] do GMP é [[metilación|metilado]] seguidamente por unha metil transferase. |
# O nitróxeno en posición 7 da [[base nitroxenada]] [[guanina]] do GMP é [[metilación|metilado]] seguidamente por unha metil transferase. |
||
# Poden producirse metilacións tamén nos nucleótidos adxacentes á carapucha, normalmente no segundo e terceiro nucleótidos. Se a segunda base desde o extremo é unha 2'-O-ribosa metil-adenosina, pode ser adicionalmente metilada na posición N6, formando N<sup>6</sup>-metiladenosina.<ref name=shatkin>Shatkin, A (December 1976). "Capping of eucaryotic mRNAs". Cell 9 (4): 645–653. doi:10.1016/0092-8674(76)90128-8. |
# Poden producirse metilacións tamén nos nucleótidos adxacentes á carapucha, normalmente no segundo e terceiro nucleótidos. Se a segunda base desde o extremo é unha 2'-O-ribosa metil-adenosina, pode ser adicionalmente metilada na posición N6, formando N<sup>6</sup>-metiladenosina.<ref name="shatkin">Shatkin, A (December 1976). "[https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0092867476901288 Capping of eucaryotic mRNAs]". Cell 9 (4): 645–653. doi:10.1016/0092-8674(76)90128-8.</ref> A terceira base desde o extremo é moitas veces metilada tamén (o 10-15% das veces). |
||
== Encimas implicados == |
== Encimas implicados == |
||
Liña 32: | Liña 32: | ||
A carapucha 5′ ten 4 funcións principais: |
A carapucha 5′ ten 4 funcións principais: |
||
# Regulación da exportación nuclear dos ARNm.<ref>{{Cita publicación periódica|last1=Visa|first1=N.|last2=Izaurralde|first2=E.|last3=Ferreira|first3=J.|last4=Daneholt|first4=B.|last5=Mattaj|first5=I. W.|title=A nuclear cap-binding complex binds Balbiani ring pre-mRNA cotranscriptionally and accompanies the ribonucleoprotein particle during nuclear export|journal=The Journal of Cell Biology|date=1 April 1996|volume=133|issue=1|pages=5–14|doi=10.1083/jcb.133.1.5|url=/proxy/http://jcb.rupress.org/content/133/1/5.abstract|accessdate=23 November 2014}}</ref><ref>{{Cita publicación periódica|last1=Lewis|first1=Joe D.|last2=Izaurralde|first2=Elisa|title=The Role of the Cap Structure in RNA Processing and Nuclear Export|journal=European Journal of Biochemistry|date=15 July 1997|volume=247|issue=2|pages=461–469|doi=10.1111/j.1432-1033.1997.00461.x|url=/proxy/http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1432-1033.1997.00461.x/abstract|accessdate=23 November 2014}}</ref> |
# Regulación da exportación nuclear dos ARNm.<ref>{{Cita publicación periódica|last1=Visa|first1=N.|last2=Izaurralde|first2=E.|last3=Ferreira|first3=J.|last4=Daneholt|first4=B.|last5=Mattaj|first5=I. W.|title=A nuclear cap-binding complex binds Balbiani ring pre-mRNA cotranscriptionally and accompanies the ribonucleoprotein particle during nuclear export|journal=The Journal of Cell Biology|date=1 April 1996|volume=133|issue=1|pages=5–14|doi=10.1083/jcb.133.1.5|url=/proxy/http://jcb.rupress.org/content/133/1/5.abstract|accessdate=23 November 2014}}</ref><ref>{{Cita publicación periódica|last1=Lewis|first1=Joe D.|last2=Izaurralde|first2=Elisa|title=The Role of the Cap Structure in RNA Processing and Nuclear Export|journal=European Journal of Biochemistry|date=15 July 1997|volume=247|issue=2|pages=461–469|doi=10.1111/j.1432-1033.1997.00461.x|url=/proxy/http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1432-1033.1997.00461.x/abstract|accessdate=23 November 2014}}</ref> |
||
# Prevención da degradación por [[exonuclease]]s do ARNm.<ref>{{Cita publicación periódica|last1=Evdokimova|first1=Valentina|last2=Ruzanov|first2=Peter|last3=Imataka|first3=Hiroaki|last4=Raught|first4=Brian|last5=Svitkin|first5=Yuri|last6=Ovchinnikov|first6=Lev P.|last7=Sonenberg|first7=Nahum|title=The major mRNA-associated protein YB-1 is a potent 5' cap-dependent mRNA stabilizer|journal=The EMBO Journal|date=1 October 2001|volume=20|issue=19|pages=5491–5502|doi=10.1093/emboj/20.19.5491|url=/proxy/http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1093/emboj/20.19.5491/full|accessdate=23 November 2014}}</ref><ref>{{Cita publicación periódica|last1=Gao|first1=Min|last2=Fritz|first2=David T.|last3=Ford|first3=Lance P.|last4=Wilusz|first4=Jeffrey|title=Interaction between a Poly(A)-Specific Ribonuclease and the 5′ Cap Influences mRNA Deadenylation Rates In Vitro|journal=Molecular Cell|date=March 2000|volume=5|issue=3|pages=479–488|doi=10.1016/S1097-2765(00)80442-6|url=/proxy/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1097276500804426|accessdate=23 November 2014}}</ref><ref>{{Cita publicación periódica|last1=Burkard|first1=K. T. D.|last2=Butler|first2=J. S.|title=A Nuclear 3'-5' Exonuclease Involved in mRNA Degradation Interacts with Poly(A) Polymerase and the hnRNA Protein Npl3p|journal=Molecular and Cellular Biology|date=15 January 2000|volume=20|issue=2|pages=604–616|doi=10.1128/MCB.20.2.604-616.2000|url=/proxy/http://mcb.asm.org/content/20/2/604.short|accessdate=23 November 2014}}</ref> |
# Prevención da degradación por [[exonuclease]]s do ARNm.<ref>{{Cita publicación periódica|last1=Evdokimova|first1=Valentina|last2=Ruzanov|first2=Peter|last3=Imataka|first3=Hiroaki|last4=Raught|first4=Brian|last5=Svitkin|first5=Yuri|last6=Ovchinnikov|first6=Lev P.|last7=Sonenberg|first7=Nahum|title=The major mRNA-associated protein YB-1 is a potent 5' cap-dependent mRNA stabilizer|journal=The EMBO Journal|date=1 October 2001|volume=20|issue=19|pages=5491–5502|doi=10.1093/emboj/20.19.5491|url=/proxy/http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1093/emboj/20.19.5491/full|accessdate=23 November 2014}}</ref><ref>{{Cita publicación periódica|last1=Gao|first1=Min|last2=Fritz|first2=David T.|last3=Ford|first3=Lance P.|last4=Wilusz|first4=Jeffrey|title=Interaction between a Poly(A)-Specific Ribonuclease and the 5′ Cap Influences mRNA Deadenylation Rates In Vitro|journal=Molecular Cell|date=March 2000|volume=5|issue=3|pages=479–488|doi=10.1016/S1097-2765(00)80442-6|url=/proxy/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1097276500804426|accessdate=23 November 2014}}</ref><ref>{{Cita publicación periódica|last1=Burkard|first1=K. T. D.|last2=Butler|first2=J. S.|title=A Nuclear 3'-5' Exonuclease Involved in mRNA Degradation Interacts with Poly(A) Polymerase and the hnRNA Protein Npl3p|journal=Molecular and Cellular Biology|date=15 January 2000|volume=20|issue=2|pages=604–616|doi=10.1128/MCB.20.2.604-616.2000|url=/proxy/http://mcb.asm.org/content/20/2/604.short|accessdate=23 November 2014|data-arquivo=06 de novembro de 2018|url-arquivo=/proxy/https://web.archive.org/web/20181106141047/https://mcb.asm.org/content/20/2/604.short|url-morta=yes}}</ref> |
||
# Promoción da tradución doa ARNm.)<ref name=shatkin /><ref name=banerjee>Banerjee, A K (June 1980). "5'-terminal cap structure in eucaryotic messenger ribonucleic acids". Microbiol Rev 44 (2): 175–205.</ref><ref name=sonenberg>Sonenberg, Nahum; Gingras, Anne-Claude (April 1998). "The mRNA 5′ cap-binding protein eIF4E and control of cell growth". Current Opinion in Cell Biology 10 (2): 268–275. doi:10.1016/S0955-0674(98)80150-6. [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955067498801506]</ref> |
# Promoción da tradución doa ARNm.)<ref name=shatkin /><ref name=banerjee>Banerjee, A K (June 1980). "5'-terminal cap structure in eucaryotic messenger ribonucleic acids". Microbiol Rev 44 (2): 175–205.</ref><ref name=sonenberg>Sonenberg, Nahum; Gingras, Anne-Claude (April 1998). "The mRNA 5′ cap-binding protein eIF4E and control of cell growth". Current Opinion in Cell Biology 10 (2): 268–275. doi:10.1016/S0955-0674(98)80150-6. [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955067498801506] {{Webarchive|url=/proxy/https://web.archive.org/web/20150924182120/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955067498801506 |date=24 de setembro de 2015 }}</ref> |
||
# Promoción da excisión do [[intrón]] máis próximo ao extremo 5′.<ref name=konarska1984>{{Cita publicación periódica|last1=Konarska|first1=Maria M.|last2=Padgett|first2=Richard A.|last3=Sharp|first3=Phillip A.|title=Recognition of cap structure in splicing in vitro of mRNA precursors|journal=Cell|date=October 1984|volume=38|issue=3|pages=731–736|doi=10.1016/0092-8674(84)90268-X|url=/proxy/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/009286748490268X|accessdate=12 December 2014}}</ref><ref>{{cita web |url=/proxy/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6567484 |title=Recognition of cap structure in splicing in vitro of mRNA precursors |deadurl= |
# Promoción da excisión do [[intrón]] máis próximo ao extremo 5′.<ref name=konarska1984>{{Cita publicación periódica|last1=Konarska|first1=Maria M.|last2=Padgett|first2=Richard A.|last3=Sharp|first3=Phillip A.|title=Recognition of cap structure in splicing in vitro of mRNA precursors|journal=Cell|date=October 1984|volume=38|issue=3|pages=731–736|doi=10.1016/0092-8674(84)90268-X|url=/proxy/http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/009286748490268X|accessdate=12 December 2014}}</ref><ref>{{cita web |url=/proxy/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6567484 |title=Recognition of cap structure in splicing in vitro of mRNA precursors |deadurl=yes |dataacceso=11 de decembro de 2012 |data-arquivo=22 de febreiro de 2014 |url-arquivo=/proxy/https://web.archive.org/web/20140222133121/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6567484 }}</ref> |
||
A exportación nuclear do ARN está regulada polo [[complexo de unión á carapucha]] (''cap |
A exportación nuclear do ARN está regulada polo [[complexo de unión á carapucha]] (''cap binding complex'', CBC), que se une exclusivamente aos ARN con carapucha. O CBC é recoñecido despois polo complexo dos [[poro nuclear|poros nucleares]] e exportado. Unha vez no [[citoplasma]] despois da primeira rolda de tradución do ARNm, o CBC é substituído polos [[factor de transcrición|factores de transcrición]] [[eIF-4E]] e [[eIF-4G]]. Este complexo é despois recoñecido pola outra maquinaria de iniciación da tradución incluído o [[ribosoma]].<ref name=Kapp2004>{{Cita publicación periódica | last1 = Kapp | first1 = L.D. | last2 = Lorsch | first2 = J.R. | year = 2004 | title = The Molecular Mechanics of Eukaryotic Translation | journal = Annual Review of Biochemistry | volume = 73 | issue = 1 | pages = 657–704 | doi = 10.1146/annurev.biochem.73.030403.080419 | url = http://www.ebc.ee/loengud/valgu_biosyntees_2007/Supplement_Eukaryotic_translation.pdf | pmid = 15189156}}</ref> |
||
A carapucha 5' impide a degradación do ARN de dúas maneiras. En primeiro lugar, como se mencionou antes, impídese a degradación do ARNm polas exonucleases 5′ porque funcionalmente o extremo 5' con carapucha semella un extremo 3'. En segundo lugar, o CBC e o factor eIF-4E/eIF-4G bloquean o acceso á carapucha dos encimas que eliminan a carapucha (''decapping''). Isto incrementa a [[semivida (medicina)|vida media]] do ARNm, esencial nos eucariotas, xa que o proceso de exportación leva bastante tempo. |
A carapucha 5' impide a degradación do ARN de dúas maneiras. En primeiro lugar, como se mencionou antes, impídese a degradación do ARNm polas exonucleases 5′ porque funcionalmente o extremo 5' con carapucha semella un extremo 3'. En segundo lugar, o CBC e o factor eIF-4E/eIF-4G bloquean o acceso á carapucha dos encimas que eliminan a carapucha (''decapping''). Isto incrementa a [[semivida (medicina)|vida media]] do ARNm, esencial nos eucariotas, xa que o proceso de exportación leva bastante tempo. |
||
A eliminación da carapucha dun ARNm está catalizada por un [[complexo encimático|complexo]] formado por polo menos Dcp1 e Dcp2, o cal debe competir con eIF-4E para unirse á carapucha. Así, a carapucha 5' é un marcador dos ARNm en activa tradución e as células utilízano para regular as vidas medias dos ARNm en resposta a novos estímulos. Os ARNm non desexables envíanse aos [[corpo P|corpos P]] para o seu almacenamento temporal ou para a eliminación da carapucha, proceso do que non se coñecen os detalles.<ref name=Parker2007>{{Cita publicación periódica | last1 = Parker | first1 = R. | last2 = Sheth | first2 = U. | year = 2007 | title = P Bodies and the Control of mRNA Translation and Degradation | journal = Molecular Cell | volume = 25 | issue = 5 | pages = 635–646 | doi = 10.1016/j.molcel.2007.02.011 | url = http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1097276507001116 | format = w | pmid = 17349952}}</ref> |
A eliminación da carapucha dun ARNm está catalizada por un [[complexo encimático|complexo]] formado por polo menos Dcp1 e Dcp2, o cal debe competir con eIF-4E para unirse á carapucha. Así, a carapucha 5' é un marcador dos ARNm en activa tradución e as células utilízano para regular as vidas medias dos ARNm en resposta a novos estímulos. Os ARNm non desexables envíanse aos [[corpo P|corpos P]] para o seu almacenamento temporal ou para a eliminación da carapucha, proceso do que non se coñecen os detalles.<ref name=Parker2007>{{Cita publicación periódica | last1 = Parker | first1 = R. | last2 = Sheth | first2 = U. | year = 2007 | title = P Bodies and the Control of mRNA Translation and Degradation | journal = Molecular Cell | volume = 25 | issue = 5 | pages = 635–646 | doi = 10.1016/j.molcel.2007.02.011 | url = http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1097276507001116 | format = w | pmid = 17349952}}</ref> |
||
O mecanismo da promoción da excisión do [[intrón]] proximal do extremo 5' non se comprende ben, pero a carapucha 5′ parece formar |
O mecanismo da promoción da excisión do [[intrón]] proximal do extremo 5' non se comprende ben, pero a carapucha 5′ parece formar un bucle arredor do [[espliceosoma]] e interacciónar con el durante o proceso de [[splicing]], o que promovería a excisión do intrón. |
||
== Notas == |
== Notas == |
||
Liña 52: | Liña 52: | ||
=== Ligazóns externas === |
=== Ligazóns externas === |
||
* {{ |
* {{Cita web |title=RNA Caps |work=PubMed Medical Subject Heading (MeSH) |publisher=National Institutes of Health |url=/proxy/http://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68012315}} |
||
{{Control de autoridades}} |
|||
[[Categoría:Ácidos nucleicos]] |
[[Categoría:Ácidos nucleicos]] |
Revisión actual feita o 15 de setembro de 2023 ás 17:09
En bioloxía molecular, a carapucha 5′,[1] carapucha 5 prima ou caparuza 5′ (moitas veces utilízase a denominación inglesa 5' cap ou 5'-cap) é un nucleótido especialmente alterado situado no extremo 5' do ARN mensaxeiro precursor e algúns outros transcritos primarios atopados en eucariotas. Tamén se pode denominar carapucha 7-metilguanosina ou carapucha m7G, carapucha G ARN m7 ou caparuza 5'. O proceso de formación da carapucha 5' é vital para crear ARNm maduro, que pode experimentar despois a súa tradución a proteínas. A formación da carapucha asegura a estabilidade do ARNm durante a tradución, e é un proceso moi regulado que ocorre no núcleo celular exclusivamente, polo que os ARNm de mitocondrias e cloroplastos non teñen carapucha 5'.[2][3]
Estrutura da carapucha 5′
[editar | editar a fonte]A carapucha 5′ encóntrase no extremo 5' dunha moécula de ARNm e consiste nunha molécula dun nucleótido con guanina unido ao ARNm por medio dun enlace 5′-5′ trifosfato pouco común. Esta guanosina é metilada in vivo no nitróxeno en posición 7 directamente despois da formación da carapucha por unha metil transferase, o que crea unha carga positiva en dito nitróxeno. Por iso tamén se denomina carapucha 7-metilguanosina ou 7-metilguanilato, abreviada m7G.
Posteriores modificacións son a posible metilación dos grupos hidroxilo 2' das dúas primeiras ribosas do extremo 5' do ARNm. A metilación de ambos os grupos hidroxilo móstrase no primeiro diagrama.
A carapucha 5′ parécese ao extremo 3' dun ARN (o carbono 5′ da ribosa da carapucha está enlazado, e o 3' non). Isto proporciónalle á molécula unha significativa resistencia ás exonucleases 5'.
As moléculas de ARNm poden perder a súa carapucha 5' nun proceso chamado "descarapuchado" do ARNm ou decapping.
Os ARNs nucleares pequenos conteñen carapuchas 5' peculiares. Os ARN nucleares pequenos da clase Sm presentan carapuchas con 5'-trimetilguanosina, mentres que os da clase Lsm teñen carapuchas con 5'-monometilfosfato.[4]
Formación da carapucha
[editar | editar a fonte]O punto de comezo para a formación da carapucha ou "carapuchado" (capping) é o extremo 5' inalterado dunha molécula de ARNm. Este presenta un nucleótido final unido a tres grupos fosfato polo carbono 5'.
- Un dos grupos fosfato terminais é eliminado por unha fosfatase terminal do ARN, o que deixa só dous fosfatos.
- Unha guanilil transferase utiliza como substrato un GTP para engadir un GMP aos devanditos dous fosfatos terminais. No proceso pérdense dous grupos fosfato procedentes do GTP, polo que o que se engade realmente é GMP. Como o GMP se uniu polo seu único fosfato aos dous grupos fosfato que xa estaban no extremo, fórmase un enlace 5′–5′ trifosfato.
- O nitróxeno en posición 7 da base nitroxenada guanina do GMP é metilado seguidamente por unha metil transferase.
- Poden producirse metilacións tamén nos nucleótidos adxacentes á carapucha, normalmente no segundo e terceiro nucleótidos. Se a segunda base desde o extremo é unha 2'-O-ribosa metil-adenosina, pode ser adicionalmente metilada na posición N6, formando N6-metiladenosina.[5] A terceira base desde o extremo é moitas veces metilada tamén (o 10-15% das veces).
Encimas implicados
[editar | editar a fonte]O complexo encimático para a adición da carapucha (Capping Enzyme Complex, CEC) necesario para a formación da carapucha está unido á ARN polimerase II antes de que empece a transcrición. Axiña que o extremo 5' do novo transcrito emerxe durante a transcrición, os encimas transfírense a el e empezan a formar a carapucha (este é un mecanismo similar ao que se produce na poliadenilación).[6][7][8][9]
Os encimas para a formación da carapucha soamente poden unirse á ARN polimerase II asegurando así a especificidade para só eses transcritos, que son case exclusivamente ARNm. [7][9]
Función da carapucha 5′
[editar | editar a fonte]A carapucha 5′ ten 4 funcións principais:
- Regulación da exportación nuclear dos ARNm.[10][11]
- Prevención da degradación por exonucleases do ARNm.[12][13][14]
- Promoción da tradución doa ARNm.)[5][15][16]
- Promoción da excisión do intrón máis próximo ao extremo 5′.[17][18]
A exportación nuclear do ARN está regulada polo complexo de unión á carapucha (cap binding complex, CBC), que se une exclusivamente aos ARN con carapucha. O CBC é recoñecido despois polo complexo dos poros nucleares e exportado. Unha vez no citoplasma despois da primeira rolda de tradución do ARNm, o CBC é substituído polos factores de transcrición eIF-4E e eIF-4G. Este complexo é despois recoñecido pola outra maquinaria de iniciación da tradución incluído o ribosoma.[19]
A carapucha 5' impide a degradación do ARN de dúas maneiras. En primeiro lugar, como se mencionou antes, impídese a degradación do ARNm polas exonucleases 5′ porque funcionalmente o extremo 5' con carapucha semella un extremo 3'. En segundo lugar, o CBC e o factor eIF-4E/eIF-4G bloquean o acceso á carapucha dos encimas que eliminan a carapucha (decapping). Isto incrementa a vida media do ARNm, esencial nos eucariotas, xa que o proceso de exportación leva bastante tempo.
A eliminación da carapucha dun ARNm está catalizada por un complexo formado por polo menos Dcp1 e Dcp2, o cal debe competir con eIF-4E para unirse á carapucha. Así, a carapucha 5' é un marcador dos ARNm en activa tradución e as células utilízano para regular as vidas medias dos ARNm en resposta a novos estímulos. Os ARNm non desexables envíanse aos corpos P para o seu almacenamento temporal ou para a eliminación da carapucha, proceso do que non se coñecen os detalles.[20]
O mecanismo da promoción da excisión do intrón proximal do extremo 5' non se comprende ben, pero a carapucha 5′ parece formar un bucle arredor do espliceosoma e interacciónar con el durante o proceso de splicing, o que promovería a excisión do intrón.
Notas
[editar | editar a fonte]- ↑ Bruce Alberts et al. Biología Molecular de la Célula. Omega. 1986. Páxina 440. ISBN 84-282-0752-6. Como comparación, esta obra é un exemplo das que o denominan (en castelán) "caperuza" (carapucha). Cap en inglés pode significar carapucha, caparucha, caparuza, gorro, tapa, tapón, remate, entre outras cousas.
- ↑ Temperley, Richard J.; Wydro, Mateusz; Lightowlers, Robert N.; Chrzanowska-Lightowlers, Zofia M. (June 2010). "Human mitochondrial mRNAs—like members of all families, similar but different". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics 1797 (6-7): 1081–1085. doi:10.1016/j.bbabio.2010.02.036. Consultado o 12 December 2014.
- ↑ Monde, Rita A; Schuster, Gadi; Stern, David B (7 June 2000). "Processing and degradation of chloroplast mRNA". Biochimie 82 (6-7): 573–582. doi:10.1016/S0300-9084(00)00606-4. Consultado o 12 December 2014.
- ↑ Matera, A. Gregory; Terns, Rebecca M.; Terns, Michael P. (March 2007). "Non-coding RNAs: lessons from the small nuclear and small nucleolar RNAs". Nature Reviews Molecular Cell Biology 8 (3): 209–220. doi:10.1038/nrm2124. Consultado o 12 December 2014.
- ↑ 5,0 5,1 Shatkin, A (December 1976). "Capping of eucaryotic mRNAs". Cell 9 (4): 645–653. doi:10.1016/0092-8674(76)90128-8.
- ↑ Cho, E.-J.; Takagi, T.; Moore, C. R.; Buratowski, S. (15 December 1997). "mRNA capping enzyme is recruited to the transcription complex by phosphorylation of the RNA polymerase II carboxy-terminal domain". Genes & Development 11 (24): 3319–3326. doi:10.1101/gad.11.24.3319. Consultado o 23 November 2014.
- ↑ 7,0 7,1 Fabrega, Carme; Shen, Vincent; Shuman, Stewart; Lima, Christopher D. (June 2003). "Structure of an mRNA Capping Enzyme Bound to the Phosphorylated Carboxy-Terminal Domain of RNA Polymerase II". Molecular Cell 11 (6): 1549–1561. doi:10.1016/S1097-2765(03)00187-4. Consultado o 23 November 2014.
- ↑ Ho, C. (15 December 1999). "An essential surface motif (WAQKW) of yeast RNA triphosphatase mediates formation of the mRNA capping enzyme complex with RNA guanylyltransferase". Nucleic Acids Research 27 (24): 4671–4678. doi:10.1093/nar/27.24.4671. Consultado o 23 November 2014.
- ↑ 9,0 9,1 Hirose, Yutaka; Manley, James L (2000). "RNA polymerase II and the integration of nuclear events". Genes & Dev 14: 1415–1429. doi:10.1101/gad.14.12.1415. Consultado o 23 November 2014.
- ↑ Visa, N.; Izaurralde, E.; Ferreira, J.; Daneholt, B.; Mattaj, I. W. (1 April 1996). "A nuclear cap-binding complex binds Balbiani ring pre-mRNA cotranscriptionally and accompanies the ribonucleoprotein particle during nuclear export". The Journal of Cell Biology 133 (1): 5–14. doi:10.1083/jcb.133.1.5. Consultado o 23 November 2014.
- ↑ Lewis, Joe D.; Izaurralde, Elisa (15 July 1997). "The Role of the Cap Structure in RNA Processing and Nuclear Export". European Journal of Biochemistry 247 (2): 461–469. doi:10.1111/j.1432-1033.1997.00461.x. Consultado o 23 November 2014.
- ↑ Evdokimova, Valentina; Ruzanov, Peter; Imataka, Hiroaki; Raught, Brian; Svitkin, Yuri; Ovchinnikov, Lev P.; Sonenberg, Nahum (1 October 2001). "The major mRNA-associated protein YB-1 is a potent 5' cap-dependent mRNA stabilizer". The EMBO Journal 20 (19): 5491–5502. doi:10.1093/emboj/20.19.5491. Consultado o 23 November 2014.
- ↑ Gao, Min; Fritz, David T.; Ford, Lance P.; Wilusz, Jeffrey (March 2000). "Interaction between a Poly(A)-Specific Ribonuclease and the 5′ Cap Influences mRNA Deadenylation Rates In Vitro". Molecular Cell 5 (3): 479–488. doi:10.1016/S1097-2765(00)80442-6. Consultado o 23 November 2014.
- ↑ Burkard, K. T. D.; Butler, J. S. (15 January 2000). "A Nuclear 3'-5' Exonuclease Involved in mRNA Degradation Interacts with Poly(A) Polymerase and the hnRNA Protein Npl3p". Molecular and Cellular Biology 20 (2): 604–616. doi:10.1128/MCB.20.2.604-616.2000. Arquivado dende o orixinal o 06 de novembro de 2018. Consultado o 23 November 2014.
- ↑ Banerjee, A K (June 1980). "5'-terminal cap structure in eucaryotic messenger ribonucleic acids". Microbiol Rev 44 (2): 175–205.
- ↑ Sonenberg, Nahum; Gingras, Anne-Claude (April 1998). "The mRNA 5′ cap-binding protein eIF4E and control of cell growth". Current Opinion in Cell Biology 10 (2): 268–275. doi:10.1016/S0955-0674(98)80150-6. [1] Arquivado 24 de setembro de 2015 en Wayback Machine.
- ↑ Konarska, Maria M.; Padgett, Richard A.; Sharp, Phillip A. (October 1984). "Recognition of cap structure in splicing in vitro of mRNA precursors". Cell 38 (3): 731–736. doi:10.1016/0092-8674(84)90268-X. Consultado o 12 December 2014.
- ↑ "Recognition of cap structure in splicing in vitro of mRNA precursors". Arquivado dende o orixinal o 22 de febreiro de 2014. Consultado o 11 de decembro de 2012.
- ↑ Kapp, L.D.; Lorsch, J.R. (2004). "The Molecular Mechanics of Eukaryotic Translation" (PDF). Annual Review of Biochemistry 73 (1): 657–704. PMID 15189156. doi:10.1146/annurev.biochem.73.030403.080419.
- ↑ Parker, R.; Sheth, U. (2007). "P Bodies and the Control of mRNA Translation and Degradation" (w). Molecular Cell 25 (5): 635–646. PMID 17349952. doi:10.1016/j.molcel.2007.02.011.
V�xase tam�n
[editar | editar a fonte]Outros artigos
[editar | editar a fonte]Ligaz�ns externas
[editar | editar a fonte]- "RNA Caps". PubMed Medical Subject Heading (MeSH). National Institutes of Health.