Una activitat funcional ARN-polimerasa ARN-dependent en el nucli cel·lular dels mamífers

El dogma central de la biologia molecular, formulat per Francis Crick en els anys 1960, ens diu que la informació genètica es codifica en ADN (àcid desoxirribonucleic), la informació del qual es transcrita a ARN (àcid ribonucleic) i a partir d’aquí traduïda a proteïna, que són les molècules efectores de l’activitat biològica. La relació entre aquests tres components, genoma (ADN), transcriptoma (ARN) i proteoma (proteïnes) és dialèctica, i el dogma central és complementat per diferents “excepcions”. Són proteïnes, no oblidem-ho les que garanteixen la replicació de l’ADN, la transcripció (la polimerització d’ARN ADN-dependent) i la traducció (la síntesi ribosoma de proteïnes ARN-dependent). A banda de la transcripció, en els anys 1970, hom descobrí la “retrotranscripció” (la polimerització d’ADN ARN-dependent). A partir del 1980, s’han descrit molècules d’ARN (ribozim) que tenen capacitat catalítica anàloga als enzims proteics. D’altra banda, també és possible la replicació d’ARN, és a dir la polimerització d’ARN ARN-dependent. Fins fa no gaire, però, hom pensava que aquesta replicació d’ARN era exclusiva dels virus d’ARN (com ara, el virus de la grip). Però també existeix activitat ARN polimerasa ARN-dependent en els nuclis de les cèl·lules de mamífer. En un article a EMBO Journal, el grup de recerca de Jennifer F. Kugel i James A. Goodrich descriuen la primera activitat funcional en aquest sentit en l’enzim RNA pol II. L’RNA pol II és l’enzim responsable de la transcripció dels gens de classe II (en la qual s’inclouen els gens que codifiquen proteïnes), però això ho fa justament com una ARN-polimerasa ADN-dependent.

L’RNA pol II

De tots els enzims encarregats de la transcripció (activitat ARN-polimerasa ADN-dependent), la més activa en el nucli de les cel·lules dels mamífers és la RNA pol II. Diem que és una activitat ADN-dependent perquè la polimerització de la nova cadena d’ARN es fa emprant una cadena d’ADN com a motllo. D’aquesta manera, la nova molècula d’ARN conté la informació genètica de la molècula d’ADN motllo. Per això, d’aquesta activitat se’n diu transcripció.

No obstamt, de fa un temps, es coneix que la RNA pol II es capaç també de treballar amb ARN com a motllo. Però aquesta activitat s’havia observat in vitro. És un fet en enzimologia trobar que els enzims poden fer més coses que no pas les que fa en condicions fisiològiques. Per això, diferents grups han provat d’identificar algun exemple funcional d’aquesta activitat enzimàtica.

B2 RNA

El dogma central ens pot fer pensar que l’ARN té simplement una activitat efímera de “transferència de la informació” des de l’ADN a les proteïnes. No obstant, en el nucli cel·lular trobem una gran diversitat de molècules d’ARN que no participen en aquesta transferència: és l’anomenat ARN no codificant (ARNnc). Entre aquest ARNnc, trobem el B2 RNA.

Activitat RdRP de la RNA Pol II sobre el B2 RNA

Stacey D. Wagner i Petro Yakovchuk han conduït la part experimental d’aquest estudi. Es tractava de veure substrats naturals de l’activitat ARN-polimerasa ARN-dependent (RdRP) de la RNA Pol II. Així, s’identificà que la RNA Pol II és capaç d’elongar molècules de B2 RNA en 18 nucleòtids addicionals emprant com a motllo un segment de la mateixa molècula de B2 RNA.

Que no es tracta d’un fet casual, ho mostra que diferents extractes nuclears regulen el posterior alliberament de la molècula elongada de B2 RNA.

I quin impacte funcional té l’elongació específica de 18 nucleòtids en el B2 RNA? El resultat és un augment de la inestabilitat de la molècula, és a dir una major propensió a la degradació. Així doncs, l’activitat RdRP ajuda a augmentar la taxa de degradació del B2 RNA.

Queda per veure la rellevància d’aquesta funció. En tot cas, els ARNnc són sotmesos a un fi procés de regulació, tant pel que fa a la síntesi com a la degradació. L’activitat RdRP de la RNA pol II, recialla de l’època primigènia del “món d’ARN”, seria doncs encara “útil” en algun context actual.

Aquesta entrada ha esta publicada en General. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Aquest lloc utilitza Akismet per reduir el correu brossa. Aprendre com la informació del vostre comentari és processada