Saltar ao contido

Intrón

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Representación dun xene que contén exóns e un intrón.

Un intrón[1] é unha secuencia de nucleótidos dentro dun xene que se elimina durante o splicing do ARN e non está presente no ARN maduro.[2][3] O termo intrón pode referirse tanto a unha secuencia no ADN dun xene coma á secuencia correspondente nos transcritos de ARN.[4] As secuencias que se unen durante o splicing e forman parte do ARN maduro chámanse exóns. Os intróns atópanse nos xenes da maioría dos organisms e en moitos virus, e están presentes nunha ampla gama de xenes, entre os que están os que xeran proteínas, ARN ribosómico, e ARN transferente. Cando as proteínas se xeran a partir de xenes que conteñen intróns, o splicing do ARN ten lugar como unha parte do procesamento do ARN posterior á súa transcrición e anterior á súa tradución. Poden atoparse intróns nos tres tipos de ARN eucarióticos e nos ARNr e ARNt procarióticos.

O número e lonxitude dos intróns varía enormemente entre especies, así como entre os xenes dunha mesma especie. Por exemplo, o peixe globo, Takifugu rubripes, ten poucos intróns no seu xenoma; mentres que os mamíferos e as anxiospermas (plantas con flores) adoitan presentar numerosos intróns.

Historia do concepto

[editar | editar a fonte]
Eliminación de intróns durante a maduración dun ARNm.

Os intróns foron descubertos por Phillip A. Sharp e Richard J. Roberts en adenovirus, os cales foron galardoados por este traballo co Premio Nobel de Fisioloxía e Medicina en 1993. O termo intrón foi introducido polo bioquímico estadounidense Walter Gilbert en 1978.

A palabra intrón deriva do termo rexión intraxénica. Aínda que os intróns se denominen ás veces secuencias intercaladas, este termo pode referirse a calquera das varias familias de secuencias de nucleótidos internas que non están presentes no produto final do xene, entre as que están as secuencias que codifican inteínas[5], as secuencias non traducidas, e os nucleótidos eliminados por modificacións (editado) do ARN, ademais dos intróns.

Os intróns poden representar un sitio de splicing alternativo, o cal pode dar lugar a diferentes tipos de proteínas. O control do splicing está regulado por unha ampla variedade de sinais moleculares. Os intróns tamén poden conter “información antiga”, é dicir, fragmentos de xenes que probablemente se expresaban antigamente pero que actualmente non se expresan.

Tradicionalmente dicíase que os intróns eran fragmentos de ADN carentes de información. Non obstante, esta afirmación é hoxe cuestionada e actualmente ten poucos partidarios. Sábese que os intróns conteñen varias secuencias pequenas que son importantes para un splicing eficiente.

Algúns intróns dos grupos I e II son ribozimas con capacidade de catalizar o seu propio splicing fóra do ARN. O descubrimento destas propiedades auto-catalíticas supuxo o Premio Nobel de Química para Thomas R. Cech e Sidney Altman en 1989.

Clasificación dos intróns

[editar | editar a fonte]
Clasificación dos intróns de acordo co método de splicing, baseado nunha reacción de transesterificación nos tres primeiros casos e nun corte endonucleotídico no cuarto caso. Imaxe extraída de Saladrigas V, Claros G (2002): Vocabulario inglés-español de bioquímica y biología molecular (1.ª entrega) Panace@ III (9-10): 13-28. Vocabulario completo en BioROM. Licenciada por Panace@.

Actualmente recoñécense catro clases de intróns:

  • Intróns do grupo I
  • Intróns do grupo II
  • Intróns do grupo III
  • Intróns nucleares, espliceosomais ou intróns do grupo IV

Os intróns do grupo I, II e III son intróns que experimentan autosplicing por medio de reaccións de transesterificación. A frecuencia coa que encontramos estes intróns no xenoma é relativamente rara se a comparamos coa frecuencia dos intróns espliceosomais.

Os intróns do grupo II e III son moi similares e presentan unha estrutura secundaria altamente conservada. De feito ás veces os intróns do grupo III son identificados como intróns do grupo II debido á súa semellanza funcional e estrutural.

Os intróns do grupo I están presentes nos xenes de ARNr dalgúns eucariotas inferiores e nos xenes mitocondriais de fungos. Caracter�zanse por eliminarse por medio dun proceso autocatal�tico que require unha guanosina ou un nucle�tido de guanosina libre; as� como por careceren de secuencias consenso nos puntos de empalme, a�nda que poden telas no seu interior.

Os do grupo II e III elim�nanse por un proceso autocatal�tico que require unha adenina ou un espliceosoma, respectivamente. En ambos os grupos, durante o proceso de empalme dos ex�ns, f�rmase unha estrutura en lazo caracter�stica denominada lariat.

Os do grupo IV est�n presentes nos ARNt dos eucariotas e caracter�zanse por ser os �nicos que se eliminan por un corte endonucleot�dico seguido dun ligamento en lugar da reacci�n de transesterificaci�n

Partes dun intr�n espliceosomal

[editar | editar a fonte]

Os intr�ns espliceosomais comezan no seu extremo 3' por un sitio de empalme 3' que acaba na secuencia invariante AG. Despois desta zona en direcci�n 5' hai unha zona rica en pirimidinas (C, U), a continuaci�n est� o punto de ramificaci�n que sempre ten unha A. No outro extremo do intr�n est� o sitio de empalme 5', que ten a secuencia conservada GU. Todos estes sitios son reco�ecidos polo espliceosoma para facer o splicing.

Funci�ns biol�xicas e evoluci�n

[editar | editar a fonte]

Nunha primeira aproximaci�n pode parecer que os intr�ns son secuencias sen importancia cuxa �nica funci�n � ser eliminados dun ARN precursor para xerar o ARN funcional. Por�n, est� hoxe ben claro que alg�ns intr�ns codifican eles mesmos prote�nas espec�ficas ou poden sufrir un procesado adicional despois do splicing para xerar mol�culas de ARN non codificantes.[6] O splicing alternativo �sase con gran frecuencia para xerar moitas prote�nas a partir dun �nico xene. Ademais, alg�ns intr�ns representan elementos xen�ticos m�biles e poden considerarse exemplos de ADN ego�sta.[7]

As orixes biol�xicas dos intr�ns son escuras. Despois do seu descubrimento inicial en xenes que codificaban prote�nas do n�cleo eucari�tico, houbo un intenso debate sobre se os intr�ns dos organismos actuais foran herdados dun devanceiro com�n (o que se denomina a hip�tese dos intr�ns temper�ns), ou se apareceron en xenes bastante recentes evolutivamente (o que se denomina hip�tese dos intr�ns tard�os). Outra teor�a � que o espliceosoma e a estrutura intr�n-ex�n dos xenes � un relicto dun primixenio mundo de ARN (o que se denomina hip�tese dos intr�ns primeiro).[8] Hai a�nda un considerable debate sobre cal destas hip�teses � m�is correcta. A opini�n m�is admitida polo momento � que os intr�ns xurdiron na li�axe eucariota como elementos ego�stas.

Os primeiros estudos de secuencias de ADN xen�mico de numerosos organismos mostraron que a estrutura ex�n-intr�n de xenes hom�logos de diferentes organismos pod�a variar amplamente.[9] Pero estudos m�is recentes de xenomas enteiros de eucariotas indican agora que a lonxitude e a densidade (intr�ns/xene) dos intr�ns var�a considerablemente entre especies relacionadas. Por exemplo, mentres o xenoma humano cont�n unha media de 8,4 intr�ns/xene (139.418 en total no xenoma), o fungo unicelular Encephalitozoon cuniculi cont�n s� 0,0075 intr�ns/xene (15 intr�ns en total no xenoma).[10] Como os eucariotas xurdiron dun antepasado com�n, debeu haber unha considerable ganancia e/ou perda de intr�ns durante a evoluci�n.[11][12] Este proceso p�nsase que est� suxeito a selecci�n, cunha tendencia cara � ganancia nas especies de maior tama�o debido aos seus tama�os de poboaci�n menores, e o contrario nas especies pequenas (particularmente unicelulares).[13] Os factores biol�xicos tam�n infl�en na perda ou acumulación de intróns determinados nos xenomas.[14][15][16]

O splicing alternativo de intróns nun xene introduce unha maior variabilidade de secuencias de proteínas traducidas a partir dun só xene, o que permite que se xeren múltiples proteínas relacionadas a partir do mesmo xene e do mesmo ARNm precursor. O control do splicing alternativo do ARN lévao a cabo unha complexa rede de moléculas sinaladoras que responden a unha ampla gama de sinais intracelulares e extracelulares.

Os intróns conteñen varias secuencias curtas que son importantes para un splicing eficiente, como sitios acceptores e doantes en cada extremo do intrón e un sitio de ramificación, que se require para que o espliceosoma faga un correcto splicing. Algúns intróns sábese que amplifican a expresión do xene no que están contidos por un proceso coñecido como amplificación mediada por intrón.

Notas

[editar | editar a fonte]
  1. ↑ Definición de intrón no Dicionario de Galego de Ir Indo e a Xunta de Galicia.
  2. ↑ Alberts, Bruce (2008). Molecular biology of the cell. New York: Garland Science. ISBN 0-8153-4105-9. 
  3. ↑ Stryer, Lubert; Berg, Jeremy Mark; Tymoczko, John L. (2007). Biochemistry. San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-6766-X. 
  4. ↑ Kinniburgh, Alan; mertz, j. and Ross, J. (1978). "The precursor of mouse β-globin messenger RNA contains two intervening RNA sequences". Cell 14 (3): 681–693. PMID 688388. doi:10.1016/0092-8674(78)90251-9. 
  5. ↑ As secuencias que codifican inteínas son secuencias dun xene que codifican un segmento dunha proteína, o cal se autocorta e separa ese segmento do resto da proteína e une os outros cachos (son unha especie de intróns proteicos). As secuencias que codifican inteínas están intercaladas entre outros xenes non relacionados con eles, polo que son secuencias intercaladas.
  6. ↑ Rearick D, Prakash A, McSweeny A, Shepard SS, Fedorova L, Fedorov A (2011). "Critical association of ncRNA with introns". Nucleic Acids Res. 39 (6): 2357–66. PMC 3064772. PMID 21071396. doi:10.1093/nar/gkq1080. 
  7. ↑ Lambowitz AM, Belfort M (1993). "Introns as mobile genetic elements". Annu. Rev. Biochem. 62: 587–622. PMID 8352597. doi:10.1146/annurev.bi.62.070193.003103. 
  8. ↑ Penny D, Hoeppner MP, Poole AM, Jeffares DC (2009). "An overview of the introns-first theory". Journal of Molecular Evolution 69 (5): 527–40. PMID 19777149. doi:10.1007/s00239-009-9279-5. 
  9. ↑ Rodríguez-Trelles F, Tarrío R, Ayala FJ (2006). "Origins and evolution of spliceosomal introns". Annu. Rev. Genet 40: 47–76. PMID 17094737. doi:10.1146/annurev.genet.40.110405.090625. 
  10. ↑ Mourier T, Jeffares DC (2003). "Eukaryotic intron loss". Science 300 (5624): 1393–1393. PMID 12775832. doi:10.1126/science.1080559. 
  11. ↑ Roy SW, Gilbert W (2006). "The evolution of spliceosomal introns: patterns, puzzles and progress". Nature Reviews Genetics 7 (3): 211–21. PMID 16485020. doi:10.1038/nrg1807. 
  12. ↑ de Souza SJ (2003). "The emergence of a synthetic theory of intron evolution". Genetica 118 (2–3): 117–21. PMID 12868602. doi:10.1023/A:1024193323397. 
  13. ↑ Lynch M (2002). "Intron evolution as a population-genetic process". Proceedings of the National Academy of Sciences 99 (9): 6118–23. PMC 122912. PMID 11983904. doi:10.1073/pnas.092595699. 
  14. ↑ Jeffares DC, Mourier T, Penny D (2006). "The biology of intron gain and loss". Trends in Genetics 22 (1): 16–22. PMID 16290250. doi:10.1016/j.tig.2005.10.006. 
  15. ↑ Jeffares DC, Penkett CJ, Bähler J (2008). "Rapidly regulated genes are intron poor". Trends in Genetics 24 (8): 375–8. PMID 18586348. doi:10.1016/j.tig.2008.05.006. 
  16. ↑ Castillo-Davis CI, Mekhedov SL, Hartl DL, Koonin EV, Kondrashov FA (2002). "Selection for short introns in highly expressed genes". Nature Genetics 31 (4): 415–8. PMID 12134150. doi:10.1038/ng940. 


Véxase tamén

[editar | editar a fonte]

Bibliografía

[editar | editar a fonte]


Outros artigos

[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas

[editar | editar a fonte]
Traído desde «https://gl.wikipedia.org/w/index.php?title=Intrón&oldid=6323887»