Ácidos ribonucleicos ribosómicos
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 31 de octubre de 2021; la verificación requiere 1 edición .Los ácidos ribonucleicos ribosómicos ( ARNr ) son varias moléculas de ARN que forman la base del ribosoma . El propósito principal del ARNr es llevar a cabo la traducción -lectura de la información del ARNm utilizando moléculas adaptadoras de ARNt y catalizar la formación de enlaces peptídicos entre los aminoácidos unidos al ARNt .
Especies
Subunidades ribosómicas y nomenclatura de ARNr
En imágenes microscópicas electrónicas de ribosomas intactos, se nota que consisten en dos subpartículas que difieren en tamaño. La conexión entre estas subpartículas es relativamente débil: cuando los parámetros ambientales cambian, lo que lleva al desprotección electrostática de los grupos fosfato del ARNr (por ejemplo, cuando la concentración de iones de magnesio disminuye), el ribosoma se disocia en subpartículas, dicha disociación es reversible: cuando el medio ambiente se restauran los parámetros, las subpartículas se reasocian en los ribosomas originales.
La relación de las masas de las subpartículas es ~2:1; las masas, a su vez, se expresan en constantes de sedimentación medidas directamente (tasa de sedimentación en unidades Svedberg , S) durante la ultracentrifugación . Es este parámetro el que formó la base para la nomenclatura de rRNA y subunidades ribosómicas: las designaciones de la forma
[factor de sedimentación]SAsí, por ejemplo, el ARN ribosómico de procariotas con un coeficiente de sedimentación de 16 unidades Svedberg se designa como ARNr 16S .
Dado que los coeficientes de sedimentación dependen no solo de la masa molecular, sino también de la forma de las partículas, los coeficientes de sedimentación durante la disociación no son aditivos: por ejemplo, los ribosomas bacterianos con un peso molecular de ~3⋅10 6 Dalton tienen una sedimentación coeficiente de 70S, denotado como 70S, y disociado en subunidades 50S y 30S:
70S 50S+30S
Cada una de las subunidades ribosómicas contiene una molécula de ARNr larga, cuya masa es ~1/2–2/3 de la masa de la subunidad ribosómica; por lo tanto, en el caso de los ribosomas bacterianos, la subunidad 70S contiene el ARNr 50S (~3000 nucleótidos de largo) y la subunidad 30S contiene el ARNr 16S (longitud ~1500 nucleótidos); una subunidad ribosómica grande, además de un ARNr “largo”, también contiene uno o dos ARNr “cortos” (ARNr 5S de subunidades ribosómicas bacterianas 50S o 5S y ARNr 5.8S de subunidades ribosómicas grandes eucarióticas).
Síntesis
El ARN ribosómico constituye una gran proporción (hasta el 80%) de todo el ARN celular; tal cantidad de ARNr requiere una transcripción intensiva de los genes que lo codifican. Esta intensidad es proporcionada por una gran cantidad de copias de genes que codifican ARNr: en eucariotas, hay desde varios cientos (~ 200 en levadura ) hasta decenas de miles (se informaron 50-120 mil copias para varias líneas de algodón) de genes organizados en matrices de repeticiones en tándem .
En los seres humanos, los genes que codifican el ARNr también se organizan en grupos de repeticiones en tándem ubicadas en las regiones centrales del brazo corto de los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22 .
Son sintetizados por la ARN polimerasa I en forma de una molécula larga de ARN preribosómico, que se corta en ARN individuales que forman la base de los ribosomas. En bacterias y arqueas, la transcripción inicial generalmente incluye rRNA 16S, 23S y 5S, entre los cuales hay secuencias de pre-rRNA que se eliminan durante el procesamiento. Por lo general , uno o más genes de ARNt se ubican entre los genes de ARNr 16S y 23S ; Así, en E. coli , la transcripción inicial de tal grupo de genes tiene la siguiente secuencia:
(ARNr 16S) - (1-2 ARNt) - (ARNr 23S) - (ARNr 5S) - (0-2 ARNt)Dicho transcrito se escinde en fragmentos de pre-rRNA y tRNA por la enzima ribonucleasa III.
En eucariotas, los rRNA 18S, 5.8S y 25/28 son cotranscritos por la RNA polimerasa I, mientras que el gen 5S rRNA es transcrito por la RNA polimerasa III.
En eucariotas, los sitios de concentración de genes que codifican rRNA suelen ser claramente visibles en el núcleo celular, debido a la acumulación de subunidades de ribosomas a su alrededor, cuyo autoensamblaje ocurre de inmediato. Estos grupos se tiñen bien con las tinciones citológicas y se conocen como nucléolo . En consecuencia, la presencia de nucléolos no es característica de todas las fases del ciclo celular : durante la división celular en profase, el nucléolo se disocia, ya que la síntesis de ARNr se suspende y se vuelve a formar al final de la telofase cuando se reanuda la síntesis de ARNr.
Análisis comparativo de ARNr pro y eucariotas
Los ARN ribosómicos (así como los ribosomas) de procariotas y eucariotas difieren entre sí, aunque muestran una similitud significativa en las secciones de secuencia. El ribosoma 70S de los procariotas consta de una gran subunidad 50S (construida sobre la base de dos moléculas de ARNr: 5S y 23S) y una pequeña subunidad 30S (construida sobre la base de 16S rRNA ). El ribosoma 80S de los eucariotas consta de una gran subunidad 60S (construida sobre la base de tres moléculas de ARNr: 5S, 5.8S y 28S) y una pequeña subunidad 40S (construida sobre la base de 18S rRNA).
Uso de la información de la secuencia
La información sobre el ARNr de un organismo en particular se usa en medicina y biología evolutiva.
En filogenética molecular
El gen rRNA es uno de los genes más conservados (menos variables). Por lo tanto, la posición sistemática del organismo y el tiempo de divergencia de las especies estrechamente relacionadas pueden determinarse en función del análisis de similitudes y diferencias en las secuencias de ARNr.
En el desarrollo de antibióticos
El ARNr es un objetivo para una gran cantidad de antibióticos, muchos de los cuales se usan en la práctica clínica, por ejemplo, cloranfenicol , eritromicina , kasugamicina , microcoxina , espectinomicina , estreptomicina , tiostrepton . Algunos antibióticos que se unen a pRNA son eficaces contra algunos organismos eucariotas (p. ej., higromicina B , paromomicina ).
Enlaces
- ARN ribosomal por Denis LJ Lafontaine y David Tollervey
- Familias de genes de ARN ribosomal // WWW.Molecular-Plant-Biotechnology.info (inglés)
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