La escisión de ARN es un proceso fundamental en biología, realizado por una variedad de enzimas, cada una con su mecanismo único. Sin embargo, el principio general implica los siguientes pasos:
1. Reconocimiento y vinculación:
* La enzima se une a la molécula de ARN, reconociendo motivos de secuencia específicos o características estructurales.
* Este reconocimiento está mediado por interacciones entre los residuos de aminoácidos en el sitio activo de la enzima y el sustrato de ARN.
2. Activación del centro catalítico:
* La enzima adopta una conformación que activa su centro catalítico. Esto podría implicar cambios conformacionales, unión de iones metálicos u otros mecanismos específicos de la enzima.
3. Escisión del enlace fosfodiéster:
* El centro catalítico escinde el enlace fosfodiéster que une dos nucleótidos adyacentes en la columna vertebral de ARN.
* Diferentes enzimas usan diversos mecanismos para lograr este escote:
* Hidrólisis: El mecanismo más común, donde se usa una molécula de agua para romper el enlace.
* Transesterificación: El grupo fosfato se transfiere a otra molécula, como un grupo hidroxilo en una enzima u otra molécula de ARN.
* Escisión oxidativa: La columna vertebral de ARN se escinde por una especie reactiva de oxígeno.
4. Lanzamiento del producto:
* Los fragmentos de ARN escindidos se liberan de la enzima.
* La enzima puede unirse a otro sustrato y repetir el ciclo.
Ejemplos específicos de enzimas de escisión de ARN:
* ribonucleasas (RNasas): Estas enzimas están ampliamente distribuidas en la naturaleza y realizan una variedad de funciones.
* rnase H: Elimina el ARN de los híbridos de ADN-ARN.
* rnase P: Corta la secuencia de 5 'líder de precursores de ARNt.
* Dicer: Procesa ARN de doble cadena en ARN interferentes cortos (siRNA).
* ribonucleasas en sistemas CRISPR-CAS: Estas enzimas escinden ARN objetivo específicos basados en la complementariedad de secuencia.
* Ribozymes: Moléculas de ARN que poseen actividad catalítica, incluida la autocleación.
Factores que influyen en la escisión de ARN:
* Especificidad de secuencia: Algunas enzimas se escinden en secuencias específicas, mientras que otras son menos específicas.
* Estructura secundaria: La estructura del ARN influye en la unión y la escisión de la enzima.
* cofactores: Algunas enzimas requieren iones metálicos u otros cofactores para la actividad.
* Temperatura y pH: Estos factores pueden afectar la actividad enzimática.
Comprender los diversos mecanismos de escisión de ARN es crucial para estudiar la biología de ARN y desarrollar intervenciones terapéuticas dirigidas a enfermedades relacionadas con el ARN.
