¿Cómo afecta el empalme de ARN alternativo a la expresión génica?

La expresión génica se refiere a un proceso mediante el cual la información genética de un gen se transfiere a una secuencia de aminoácidos de una proteína funcional. El flujo de información genética del ADN al ARN se produce a través de la transcripción. El ARN se decodifica para producir la secuencia de aminoácidos de un polipéptido por traducción. En los eucariotas, la regulación de la expresión génica se produce a través de muchos pasos entre la transcripción y la traducción. En general, los genes eucariotas son más complejos que los genes procarióticos, ya que contienen secuencias adicionales, que interrumpen la secuencia de codificación. La secuencia de codificación se puede encontrar en los exones, mientras que las secuencias de interrupción son los intrones. Estos intrones se eliminan durante las modificaciones posteriores a la transcripción en un proceso conocido como empalme de ARN. El empalme de ARN alternativo está involucrado en la producción de diferentes proteínas a través de la recombinación de exones en diferentes patrones. 

Áreas clave cubiertas

1. ¿Qué es el ARN de empalme
     - Definición, Mecanismo de Empalme de ARN
2. ¿Cómo afecta el empalme de ARN alternativo a la expresión génica?
     - La producción de diferentes proteínas funcionales en el empalme alternativo

Términos clave: exones, intrones, proteínas múltiples, empalme de ARN, modificaciones postranscripcionales, espliceosoma A

¿Qué es el ARN de empalme

El empalme de ARN se refiere a la etapa inicial de las modificaciones postranscripcionales en la expresión génica eucariótica. La transcripción inicial producida por la transcripción de un gen se conoce como pre-ARNm. Se compone de exones e intrones. Los intrones se eliminan del pre-ARNm mediante el empalme de los exones antes de la traducción. El empalme de los exones es catalizado por un complejo molecular conocido como spliceosome. El spliceosome incluye un sitio de empalme de 5 'a 3' y un sitio de sucursal. Estas subunidades interactúan con las pequeñas proteínas ribonucleares nucleares (snRNP) en el splicosoma para producir la spliceosome un complejo, que es responsable de la determinación de los sitios de escisión del pre-ARNm. Una vez que los intrones se escinden del pre-ARNm, los exones se unen a través de enlaces fosfodiéster. El complejo del spliceosome A se muestra en Figura 1.

Figura 1: Spliceosome A Complex

Se pueden producir diferentes copias de ARNm a partir del mismo pre-ARNm alternando el patrón de combinación de exones durante el empalme de ARN.

¿Cómo afecta el empalme de ARN alternativo a la expresión génica?

El empalme alternativo es un proceso de empalme de ARN que permite la producción de múltiples proteínas a partir de una única molécula pre-ARNm. Se consigue mediante la recombinación de exones en diferentes patrones. La producción de proteínas múltiples durante el empalme alternativo se muestra en Figura 2.

Figura 2: Producción de proteínas múltiples en el empalme alternativo

La determinación de los exones que se incluirán en una proteína está determinada por la proteínas reguladoras. Estas proteínas reguladoras son las proteínas de acción trans, como los activadores de empalme y los represores de empalme. los activadores de empalme promover algunos sitios de empalme que se incluirán en el ARNm mientras represores de empalme reducir la inclusión de un sitio de empalme particular. Ribonucleoproteína nuclear heterogénea (hnRNP) y proteína de unión al tracto de polipirimidina (PTB) algunos de los represores de empalme. 

Conclusión

El empalme de ARN es el paso inicial de las modificaciones post-transcripcionales, que permite la eliminación de intrones del pre-ARNm. El complejo Spliceosome A es responsable de la escisión del intrón y la recombinación de los exones. Durante el empalme de ARN, los patrones de recombinación de los exones se pueden alterar en un proceso conocido como empalme alternativo. El empalme alternativo de los exones permite la producción de diferentes secuencias de aminoácidos de diferentes proteínas funcionales..

Referencia:

1. "Regulación de genes eucarióticos". Lumen; Biología sin límites, Disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. “Un complejo” por Agathman - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. "Empalme alternativo de ADN" por el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (Dominio Público) a través de Commons Wikimedia