Mensajero RNP

La ribonucleoproteína mensajera ( mRNP ) es un ARNm unido a proteínas . El ARNm no existe "desnudo" in vivo , sino que siempre está unido a diversas proteínas mientras se sintetiza, se procesa, se exporta y se traduce en el citoplasma . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Los ARN mensajeros (ARNm) fueron descubiertos por primera vez en el laboratorio de Alexander S. Spirin en Moscú, Rusia, en 1964. El descubrimiento se basó en su estudio de extractos de citoplasma de embriones de peces, donde encontraron estos ARNmm. Este hallazgo se produjo después de centrifugar el ARNm del embrión de pez . El ARNm líquido se separó en dos partes, lo que llevó a los científicos a preguntarse qué era lo que separaba el ARNm de los ribosomas. Spirin y sus colaboradores analizaron el ARNm frente a gradientes de densidad de CsCl y descubrieron que partes del ARNm estaban recubiertas de proteínas. Se encontró que la proporción de peso de los ARNmm era de 1:3, ARNm a proteína. Por lo tanto, el laboratorio denominó a los ARNmm como informosomas . ^{[ 3 ]}

En las células de mamíferos se encuentran tres tipos principales de informosomas: ribonucleoproteínas nucleares, informosomas citoplasmáticos y ribonucleoproteínas mensajeras polirribosomales. Los investigadores plantearon la hipótesis de que las funciones principales de los informosomas son facilitar la translocación de los ARNm del núcleo al citoplasma, protegerlos de la degradación y ayudar a regular la formación de proteínas. ^{[ 4 ]}

Cuando la ARN polimerasa sintetiza el ARNm , este ARNm naciente ya está unido a las enzimas de capping de 7-metilguanosina del extremo 5′ del ARN. Posteriormente, el pre-ARNm se une al espliceosoma, que contiene complejos de definición de exones e intrones , así como proteínas y ARN que catalizan las reacciones químicas del empalme. Joan Steitz y Michael Lerner y colaboradores demostraron que los ARN nucleares pequeños (ARNsn) se complejan en proteínas ribonucleares nucleares pequeñas (snRNP). ^{[ 5 ]} Christine Guthrie y colaboradores demostraron que los ARNsn específicos codificados por genes de copia única en levaduras se aparean con el pre-ARNm y dirigen cada paso del empalme. ^{[ 2 ]} El ARNm empalmado se une a otro conjunto de proteínas que ayudan a su exportación del núcleo al citoplasma. En los vertebrados, las uniones exón-exón están marcadas por complejos de unión exón que, en el citosol, pueden desencadenar la degradación mediada por codones de terminación si la unión exón-exón se encuentra a más de 50-55 nt corriente abajo del codón de parada. ^{[ 6 ]}

Como se describe en una revisión de 2022, ^{[ 7 ]} la memoria a largo plazo utiliza el mensajero RNP.

Las ratas con una nueva y fuerte memoria a largo plazo debido al condicionamiento de miedo contextual presentan una expresión reducida de aproximadamente 1000 genes y una expresión aumentada de aproximadamente 500 genes en el hipocampo 24 horas después del entrenamiento, lo que demuestra una expresión modificada del 9,17 % del genoma hipocampal de la rata. La expresión génica reducida se asoció con metilaciones de esos genes, y se encontró hipometilación en genes implicados en la transmisión sináptica y la diferenciación neuronal. ^{[ 8 ]}

Como describen Doyle y Kiebler, ^{[ 9 ]} “en el cerebro maduro, la localización del ARNm en las dendritas de las neuronas completamente polarizadas cumple una función específica. La presencia de un conjunto específico de transcritos y de toda la maquinaria de traducción en las espinas dendríticas sugiere que la traducción local podría estar regulada de forma dependiente de la actividad”.

Las enfermedades neurodegenerativas en los gránulos de RNP son causadas por mutaciones genéticas. Los gránulos de RNP almacenan tipos específicos de ARNm bajo un estricto control traslacional mientras forman diferentes tipos. Los gránulos de RNP neuronales que están conectados a proteínas de unión a ARN muestran signos de causar trastornos del neurodesarrollo, neurodegeneración o trastornos neuropsiquiátricos. Un ejemplo de una de estas enfermedades sería la atrofia muscular espinal (AME), que afecta a la ribonucleoproteína nuclear pequeña (snRNP). Aunque aún se desconoce, cada vez hay más evidencia que vincula las enfermedades neurodegenerativas con la alteración de la homeostasis de los gránulos de RNP, creando el concepto de enfermedades de hipo e hiperensamblaje de RNP. El hiperensamblaje de los gránulos de RNP puede ser causado por dos efectos: uno por mutaciones en la proteína de unión a ARN y el otro por una expansión de repeticiones de nucleótidos en el ARN. Otra enfermedad neurodegenerativa es la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), que se ve afectada por el hiperensamblaje de los componentes de los gránulos de RNP. Aunque las células neuronales son más susceptibles al hipo- o hiperensamblaje de los componentes de RNP, todavía se desconoce mucho en términos del proceso de mutación completo. ^{[ 10 ]}

El ensamblaje y la regulación de los gránulos de RNP neuronales presentan una flexibilidad espaciotemporal que compartimentaliza la expresión génica. La tecnología avanzada actual ayuda a comprender el comportamiento de estos gránulos. Recientemente, en un estudio in vitro , se descubrió que las propiedades dinámicas y la estructura de estos gránulos de RNP son fluidas y se generan mediante la separación de fases líquido-líquido. ^{[ 10 ]} La modificación postraduccional (PTM) de los componentes del gránulo permite modular las afinidades de unión, lo que puede provocar tanto condensación como disolución.

• Partícula de ribonucleoproteína heterogénea
• ARN mensajero
• ARNm precursor