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De la síntesis a la degradación del ARNm: un proceso interconectado

La expresión de los genes de eucariotas es un proceso regulado con precisión en todas sus etapas, desde la transcripción del ADN hasta la degradación del ARNm. El estudio de estos mecanismos proporcionará nuevas oportunidades para la investigación médica y el diseño de medicamentos.
De la síntesis a la degradación del ARNm: un proceso interconectado
Los datos recientes indican que la síntesis de ARNm y su degradación están estrechamente interconectadas. A pesar de que la mayoría de las proteínas actúa en un solo paso del ciclo de vida del ARNm, el complejo Ccr4-Not presenta numerosas subunidades y controla la expresión génica actuando en todas sus etapas. En un estudio reciente se sugirió la posibilidad de que Ccr4-Not interaccionara físicamente con la ARN polimerasa II (Pol II).

Con objeto de investigar este fenómeno, se inició el proyecto POL2-CCR (Structure-function analysis of mRNA metabolism by Ccr4-Not), financiado con fondos europeos, donde se llevó a cabo un análisis de la estructura y la función de Pol II-Ccr4-Not mediante criomicroscopía electrónica (Crio ME). En primer lugar, se optimizó el rendimiento de la crio-ME para muestras de Pol II a fin de mejorar la resolución y la calidad de la imagen. Se empleó un programa especial para generar estructuras de Pol II bien definidas y con una resolución elevada sin presencia de artefactos para la reconstrucción.

Tras analizar diversos complejos Ccr4-Not para localizar la unión a Pol II, se descubrió que la interfaz de unión se situaba en el módulo de la nucleasa del complejo. Además, se analizó la capacidad de diversos ARNm de estabilizar la conformación tridimensional del complejo Ccr4-Not-Pol II y facilitar la determinación de su estructura mediante crio-ME con una resolución elevada. No obstante, la densidad de Ccr4-Not en Pol II no era lo suficientemente elevada para generar imágenes interpretables. El siguiente paso consiste en obtener datos bioquímicos y funcionales para diseñar complejos mRNA-Ccr4-Not-Pol II más adecuados.

En este proyecto se investigó también el mecanismo de interconexión de los procesos de transcripción y traducción en las bacterias. Las imágenes con crio-ME revelaron la estructura del complejo transcripción-traducción y localizaron la posición de la Pol II así como las regiones críticas para la interacción. De esta forma, fue posible describir el mecanismo de control directo de la expresión génica mediante una transcripción y traducción coordinadas.

En conjunto, los resultados del estudio POL2-CCR mostraron que la interconexión transcripción-traducción es una característica conservada que coordina la expresión génica y permite que las bacterias respondan a los estímulos del entorno y las señales celulares.

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Palabras clave

ARNm, Ccr4-Not, ARN polimerasa, POL2-CCR, criomicroscopía electrónica
Número de registro: 198912 / Última actualización el: 2017-06-19
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