FORMAS DE SPLICING

SEP                                                            GNEST                                                   DGEST

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CD ALTAMIRANO

INVESTIGACIÓN SOBRE “LAS FORMAS DE SPLICING”

ALUMNO: CANDIDO TORRES SANTIBAÑEZ

CON # DE CONTROL; 09930058.

MATERIA: BIOLOGIA MOLECULAR.

SEMESTRE VI.

PROFESOR; FRANCISCO JAVIER  PUCHE ACOSTA.

CD ALTAMIRANO, GRO.MEXICCO.

 SPLICING

En la biología molecular y la genética , el empalme es una modificación de un ARN después de la transcripción en la que los intrones se eliminan y los exones se unió. Esto es necesario para la típica eucariota ARN mensajeroantes de que pueda ser utilizado para producir una proteína correcta a través de traducción.

Para muchos intrones eucariotas, el empalme se hace en una serie de reacciones que se catalizadas por el spliceosome , un complejo de pequeñas ribonucleoproteínas nucleares ( snRNPs ), pero también hay empalme auto-intrones. 

Varios métodos de empalme de ARN se producen en la naturaleza, el tipo de empalme depende de la estructura de la empalmados intrón y los catalizadores necesarios para el empalme que se produzca.

Ilustración simple de los exones e intrones en pre-ARNm y la formación de ARNm maduro mediante corte y empalme. Las UTRs son no codificante partes de exones en los extremos de los ARNm.

Al hablar de splicing, también llamado corte y empalme, empalme o ajuste podemos referirnos a:

1.    Splicing de ARN: Es un proceso co-transcripcional de corte y empalme de ARN. Este proceso es muy común en eucariotas, pudiéndose dar en cualquier tipo de ARN aunque es más común en el ARNm. También se ha descrito en el ARNr y ARNt de procariotas y bacteriófagos.

2.    Splicing de proteínas: Es un proceso post-traduccional de corte y empalme de una proteína precursora. Este proceso conlleva la eliminación de una secuencia de aminoácidos de la cadena polipeptídica para originar una proteínamadura.

3.    Splicing de ADN: Proceso que consiste en la unión covalente de dos fragmentos de ADN bicatenario, catalizado por una ligasa de ADN..

TIPOS DE ESPLICEOSOMA.

Existen dous tipos de espliceosomas: o espliceosoma maior, que intervén na maduración da maioría dos ARNm, e o espliceosoma menor, que só intervén na maduración de ARNm cun tipo de intrón pouco frecuente.

§  O espliceosoma maior está composto por cinco snRNP : a snRNP U1, a snRNP U2, a di-snRNP U4/U6 e a snRNP U5. Estas partículas están formadas por un pequeno ARN (snRNA) ao que están asociadas proteínas. Distínguense dúas familias destas proteínas:

§  1. As sete proteínas Sm (SmB/B', D1, D2, E, F, G) chamadas proteínas centrais ou core, que se asocian formando un anel pentamérico arredor dos snRNA U1, U2, U4 e U5.

§  2. As proteínas chamadas "específicas" que se asocian unicamente cun tipo determinado de snRNP (como as proteínas U1A, 70K e U1C, específicas da snRNP U1).

Actualmente coñécense unhas 150 proteínas diferentes que se asocian coas snRNP para formar o espliceosoma.

O espliceosoma menor funciona de modo similar pero os intróns sobre os que actúa son máis raros e diferentes dos intróns espliceosomais típicos antes descritos, porque teñen sitios de splicing diferentes. 

As secuencias recoñecidas neste caso son respectivamente AC en 5' e UA en 3'. Ademais, só a snRNP U5 é a mesma nos dous espliceosomas; as outras denomínanse análogas funcionais, e son: U11 (con función análoga a U1), U12  (análoga de U2), U4atac (de U4) e U6atac (de U6).

FUNCIONAMIENTO DE ESPLICEOSOMA

Los compoñentes do espliceosoma están separados no núcleo e non se ensamblan ata que o espliceosoma empeza a actuar. Esta ensamblaxe faise sobre as secuencias intrónicas de recoñecemento (os sitios de splicing) do pre-ARNm e ten lugar de maneira secuencial, formándose sucesivamente os seguintes complexos:

1.    Complexo E: O snRNA U1 asóciase ao sitio Guanosil-Uridil do extremo 5' (5'GU) do intrón.

2.    Complexo A: O snRNA U2 fíxase sobre o punto de ramificación situado a unha distancia de 20-40 nucleótidos do par AC que forma o extremo 3' do intrón.

3.    Complexo B1: Os snRNA U4 e U6 asócianse entre si e despois o snRNA U5 únese a eles, formando o complexo U4/U5/U6. U6 fíxase sobre U2 mentres que U5 se fixa ao extremo 3' do exón próximo a U1 (o espliceosoma está agora completo), aproximando os extremos do intrón que deben ser escindidos.

4.    Complexo B2: Libérase U1 do espliceosoma, U5 esvara sobre o intrón e U6 fíxase ao extremo 5' do sitio de escisión.

5.    Complexo C1: Libérase U4, e pola súa parte U6 e U2 catalizan a reacción de transesterificación e o córtase o extremo 5' do intrón. Fórmase unha estrutura con forma de lazo ou bucle chamada lariat, xa que o extremo cortado se une ao punto de ramificación.

6.    Complexo C2: o extremo 3' do intrón córtase agora, o que libera o intrón, xa que foi cortado polos dous extremos. Ten forma de lazo e será degradado. Despois líganse os dous exóns. Finalmente, o complexo disóciase.

Un ciclo de acción do espliceosoma.

spliceosomal intrones

Intrones spliceosomal menudo residen dentro de la secuencia de eucariotas codificación de proteína de los genes. Dentro del intrón, 'sitio de empalme, 5' un sitio de empalme 3, y el sitio de la rama se requieren para el empalme. 

El 5 'del sitio de empalme o en el sitio donador de empalme incluye una secuencia casi invariable GU en el extremo 5' del intrón, dentro de una más grande, región consenso menos altamente conservada.

 El sitio de la 3 'de empalme o en el sitio aceptor de empalme del intrón termina con una secuencia de AG casi todos los idiomas. Aguas arriba (5'-Ward) de la AG hay una región de alta en pirimidinas (C y T), o tracto polipirimidina . Aguas arriba de la zona polypyrimidine es el punto de ramificación, que incluye una adenina nucleótidos. 

Las mutaciones puntuales en el ADN subyacente o errores durante la transcripción se puede activar un "sitio de empalme críptico" en la parte de la transcripción que normalmente no se empalma . Esto da como resultado un mensajero maduro ARN con una sección que falta de un exón. De esta forma un punto de mutación , que generalmente sólo afecta a un solo aminoácido, puede manifestarse como una deleción en la proteína final.

Esquema dos sitios de splicing nun intrón espliceosomal típico. Indícanse os nucleótidos conservados da secuencia do intrón.

Empalmosoma la formación y la actividad

Empalme es catalizada por la spliceosome que es un gran ARN-proteína compuesta por cinco ribonucleoproteínas pequeñas nucleares ( snRNPs, que se pronuncia 'snurps'). Los componentes del RNA de snRNPs interactuar con el intrón y puede estar implicada en la catálisis. Hay dos tipos de spliceosomas se han identificado (el mayor y menor), que contienen diferentes snRNPs .

1, Mayor

Los intrones que contienen los principales empalmes spliceosome GU en el 'sitio de empalme y AG en el extremo 3' del sitio de empalme 5. Se compone de la U1 , U2 , U4 , U5 , y U6 snRNPs y está activa en el núcleo. Además, un número de proteínas que incluyen U2AF y SF1 se requieren para el montaje de la spliceosome.

§  E-U1 complejo se une a la secuencia GU en el sitio de empalme 5 ', junto con proteínas accesorias y enzimas ASF/SF2, U2AF (se une en el sitio de Py-AG), SF1/BBP (BBP = Proteína Poder atar);

§  Un complejo-U2 se une a la sucursal y el ATP se hidroliza;

§  B1 Complex-U5/U4/U6 trímero se une, y la U5 se une los exones en el sitio 5 ', con U6 vinculante a U2;

§  Complejo B2-U1 es liberado, U5 cambios desde el exón a intrón y el U6 se une al sitio de empalme 5 ';

§  C1 Complejo-U4 es liberado, U6/U2 cataliza la transesterificación, que hacen extremo 5 'de los intrones ligate a la A en el intrón y formar un lazo, U5 se une a exón 3' del sitio de empalme, y el 5 'del sitio escindido se, lo que resulta en la formación del lazo;

§  C2 Complex-U2/U5/U6, permanece vinculado a la reata, y el sitio 3 'se escinde y los exones se ligan mediante la hidrólisis de ATP. El empalmados ARN se libera y los debranches lariat.

Este tipo de empalme que se denomina empalme canónico o llama la vía de lazo, que representa más del 99% de empalme. Por el contrario, cuando las secuencias intrónicas flanqueantes no siguen la regla GU-AG, el empalme no canónicos se dice que ocurre (ver "spliceosome menor" a continuación).

2, Menor de edad

El spliceosome menor es muy similar a la spliceosome importante, sin embargo se empalma a cabo intrones raras con diferentes secuencias de sitio de empalme. Mientras que los spliceosomas menores y mayores contienen el mismo U5 snRNP , el spliceosome menor tiene diferente, pero funcionalmente análogos para snRNPs U1, U2, U4 y U6, que se llama, respectivamente, U11 , U12 , U4atac y U6atac Al igual que el spliceosome importante, sólo se encuentra en el núcleo

Trans-empalme

Trans-empalme es una forma de empalme que une dos exones que no están dentro del mismo transcrito de ARN.

Auto-empalme de intrones:

 ocurre raras que forman una ribozima , la realización de las funciones de la spliceosome de ARN solo. Hay tres clases de intrones de empalme de sí mismo, el Grupo I , Grupo II y Grupo III .Grupo I y II intrones realizar el empalme similar a la spliceosome sin requerir ninguna proteína. 

Esta similitud sugiere que intrones del grupo I y II pueden ser evolutivamente relacionados con el spliceosome. Auto-empalme también puede ser muy antigua, y puede haber existido en un mundo de ARN presentes antes de la proteína. Aunque los dos mecanismos de empalme se describe a continuación no requieren ninguna proteína que se produzca, 5 adicionales moléculas de ARN y más de 50 proteínas y moléculas se utilizan muchos hidroliza ATP.

 Los mecanismos de empalme utiliza ATP con el fin de empalmar con precisión de ARNm. Si la celda eran de no usar ninguna de la ATP, el proceso sería muy inexacto y muchos errores se produciría.

Dos transesterificaciones caracterizar el mecanismo en el que intrones del grupo I se empalman:

1.     3'OH de un libre de nucleósido de guanina (o uno ubicado en el intrón) o un cofactor de nucleótidos (GMP, GDP, GTP) ataca el fosfato en el sitio de empalme de los 5 '.

2.     3'OH del 5'exon se convierte en un nucleófilo y los resultados de transesterificación segundo en la unión de los dos exones.

El mecanismo en el que intrones del grupo II se empalman (dos reacción de transesterificación como intrones del grupo I) es como sigue:

1.     El 2'OH de un adenosina específico en el intrón ataca el sitio 5 'de empalme, formando así el lazo

2.     El 3'OH del exón 5 'desencadena la transesterificación segundo en el extremo 3' del sitio de empalme con ello unirse a los exones.

ARNt (tRNA-como también) de empalme es otra forma rara de empalme que generalmente se presenta en el tRNA. La reacción de empalme requiere una bioquímica diferente a las vías de spliceosomal y auto-empalme. ribonucleasasescindir el ARN y ligasas unen los exones.

Evolución

Empalme se produce en todos los reinos o dominios de la vida, sin embargo, el grado y tipo de empalme puede ser muy diferente entre las divisiones principales. Eucariontes empalme muchos codificadores de proteínas ARN mensajeros y algunos ARNs no codificantes . procariotas , por otro lado, empalmar rara vez y en su mayoría no-codificación RNAs. Otra diferencia importante entre estos dos grupos de organismos procariotas, es que carecen por completo de la vía spliceosomal.

Debido a que los intrones spliceosomal no se han conservado en todas las especies, no hay debate en torno al empalme spliceosomal evolucionado. Dos modelos han sido propuestos: a finales de los intrones y los modelos de intrones tempranos (ver la evolución intrón ).

Empalme de la Diversidad
	Los eucariotas	Procariotas
Spliceosomal	+	-
Auto-empalme	+	+
tRNA	+	+

alme spliceosomal y auto-empalme implica un proceso bioquímico de dos pasos. Ambos pasos implican transesterificación reacciones que se producen entre los nucleótidos del ARN. empalme ARNt, sin embargo, es una excepción y no se produce por transesterificación.

Reacciones de transesterificación spliceosomal y auto-empalme ocurrir a través de dos reacciones de transesterificación secuenciales. En primer lugar, la 2'OH de un determinado punto de ramificación de nucleótidos dentro del intrón que se define durante el montaje spliceosome realiza un ataque nucleofílico en el primer nucleótido del intrón en el sitio de empalme 5 'formando el intermedio lazo. En segundo lugar, la 3'OH del liberado 5 'del exón luego realiza un ataque nucleofílico en el último nucleótido del intrón en el extremo 3' del sitio de empalme así unirse a los exones y soltar el lazo intrón.

 Splicing alternativo

En muchos casos, el proceso de empalme puede crear una gama de proteínas únicas variando la composición exón del mismo ARN mensajero. Este fenómeno se denomina empalme alternativo . Splicing alternativo puede ocurrir de muchas maneras. Los exones pueden ser extendidos o saltar, o intrones puede mantenerse.

La manipulacion experimental de empalme

Eventos de splicing pueden ser alterada experimentalmente  por la unión estérica de bloqueo de oligonucleótidos antisentido como Morpholinos o ácidos nucleicos peptídicos de snRNP sitios de unión, a la branchpoint de nucleótidos que se cierra el lazo, o en los sitios de empalme de los elementos normativos vinculantes. 

Los errores de empalme

Errores comunes:

§  La mutación de un sitio de empalme que resulta en pérdida de la función de ese sitio. Los resultados en la exposición de un prematuro codón de parada , la pérdida de un exón, o la inclusión de un intrón.

§  La mutación de un sitio de empalme reducir la especificidad. Puede resultar en variaciones en la ubicación de empalme, causando la inserción o deleción de aminoácidos, o más probablemente, una perturbación del marco de lectura .

§  El desplazamiento de un sitio de empalme, que conduce a la inclusión o exclusión de ARN más de lo esperado, lo que resulta en los exones más largos o más cortos.

Muchos errores de empalme están protegidos por un mecanismo de control de calidad celular denominado Tonterías mediada por mRNA decadencia [NMD]

La proteina de empalme.

Además de ARN, las proteínas pueden someterse a empalmar. Aunque los mecanismos biomoleculares son diferentes, el principio es el mismo: las partes de la proteína, llamada inteins en lugar de intrones, se quitan. Las partes restantes, llamados exteins en lugar de los exones, se fusionan. Empalme de proteínas se ha observado en una amplia gama de organismos, incluyendo bacterias, arqueas , plantas, hongos y los seres humanos. 

BIBLIOGRAFIA:

http://gl.wikipedia.org/wiki/Espliceosoma

http://es.wikipedia.org/wiki/Splicing_alternativo

http://www.ufpe.br/biolmol/Genetica-Medicina/splicing_alternativo.htm