Secuencia Shine-Dalgarno
Ribosomal binding site in prokaryotic messenger RNA

La secuencia Shine-Dalgarno ( SD ) es un sitio de unión ribosomal en el ARN mensajero bacteriano y arqueológico , generalmente ubicado alrededor de 8 bases aguas arriba del codón de inicio AUG. [1] La secuencia de ARN ayuda a reclutar el ribosoma al ARN mensajero (ARNm) para iniciar la síntesis de proteínas alineando el ribosoma con el codón de inicio. Una vez reclutado, el ARNt puede agregar aminoácidos en secuencia según lo dictado por los codones, moviéndose aguas abajo del sitio de inicio de la traducción.

La secuencia Shine-Dalgarno es común en bacterias , pero más rara en arqueas . [2] También está presente en algunas transcripciones de cloroplastos y mitocondriales . La secuencia de consenso de seis bases es AGGAGG ; en Escherichia coli , por ejemplo, la secuencia es AGGAGGU, mientras que la más corta GAGG domina en los genes tempranos T4 del virus E. coli . [1]

La secuencia Shine-Dalgarno fue propuesta por los científicos australianos John Shine y Lynn Dalgarno en 1973.

Reconocimiento

Sitios de inicio de traducción

Utilizando un método desarrollado por Hunt, [3] [4] Shine y Dalgarno demostraron que el tracto de nucleótidos en el extremo 3' del ARN ribosómico (ARNr) 16S de E. coli (es decir, el extremo donde comienza la traducción ) es rico en pirimidinas y tiene la secuencia específica Y ACCUCCU UA . Propusieron que estos nucleótidos ribosómicos reconocen la secuencia complementaria rica en purinas AGGAGGU , que se encuentra aguas arriba del codón de inicio AUG en varios ARNm encontrados en virus que afectan a E. coli . [1] Muchos estudios han confirmado que el apareamiento de bases entre la secuencia Shine–Dalgarno en el ARNm y el extremo 3' del ARNr 16S es de suma importancia para el inicio de la traducción por los ribosomas bacterianos. [5] [6]

Dada la relación complementaria entre el ARNr y la secuencia Shine-Dalgarno en el ARNm, se propuso que la secuencia en el extremo 3' del ARNr determina la capacidad del ribosoma procariota para traducir un gen particular en un ARNm. [7] El apareamiento de bases entre el extremo 3' del ARNr y la secuencia Shine-Dalgarno en el ARNm es un mecanismo por el cual la célula puede distinguir entre los AUG iniciadores y las secuencias AUG internas y/o fuera de marco. El grado de apareamiento de bases también juega un papel en la determinación de la tasa de iniciación en diferentes codones iniciadores de AUG.

Terminación de la traducción

En 1973 Dalgarno y Shine propusieron que en eucariotas , el extremo 3' del pequeño ARNr 18S puede desempeñar un papel en la terminación de la síntesis de proteínas mediante el apareamiento de bases complementarias con codones de terminación. [8] Esto surgió de su observación de que las secuencias terminales 3' del ARNr 18S de Drosophila melanogaster , Saccharomyces cerevisiae y células de conejo son idénticas: GAUCAUUA -3'OH. ​​[9] La conservación de esta secuencia entre eucariotas tan distantemente relacionados implicaba que este tracto de nucleótidos desempeñaba un papel importante en la célula. Dado que esta secuencia conservada contenía el complemento de cada uno de los tres codones de terminación eucariotas (UAA, UAG y UGA), se propuso que tuviera un papel en la terminación de la síntesis de proteínas en eucariotas. En 1974, Shine y Dalgarno propusieron un papel similar para el extremo 3' del ARNr 16S en el reconocimiento de tripletes de terminación en E. coli basándose en las relaciones de complementariedad entre el UUA-OH 3'-terminal en el ARNr 16S y los codones de terminación de E. coli . [ cita requerida ] En el fago F1 , una clase de virus que infectan bacterias, la secuencia que codifica los primeros aminoácidos a menudo contiene tripletes de terminación en los dos marcos de lectura no utilizados. [ explicación adicional necesaria ] [10] En un comentario sobre este artículo, se observó que el apareamiento de bases complementarias con el extremo 3' del ARNr 16S podría servir para abortar la formación de enlaces peptídicos después de la iniciación fuera de fase. [11]

Secuencia y expresión de proteínas

Las mutaciones en la secuencia Shine–Dalgarno pueden reducir o aumentar [12] la traducción en procariotas. Este cambio se debe a una reducción o aumento de la eficiencia de emparejamiento ARNm-ribosoma, como lo demuestra el hecho de que las mutaciones compensatorias en la secuencia 3'-terminal del ARNr 16S pueden restaurar la traducción.

Véase también

Referencias

  1. ^ abc Malys N (2012). "Secuencia Shine-Dalgarno del bacteriófago T4: GAGG prevalece en genes tempranos" . Molecular Biology Reports . 39 (1): 33–9. doi :10.1007/s11033-011-0707-4. PMID  21533668. S2CID  17854788.
  2. ^ Benelli, D; Londei, P (enero de 2011). "Iniciación de la traducción en Archaea: características conservadas y específicas del dominio". Biochemical Society Transactions . 39 (1): 89–93. doi :10.1042/BST0390089. PMID  21265752.
  3. ^ Hunt JA (1970). "Estudios de secuencia terminal de ácido ribonucleico de alto peso molecular. Los extremos 3' del ARN ribosómico de reticulocitos de conejo". Biochemical Journal . 120 (2): 353–363. doi :10.1042/bj1200353. PMC 1179605 . PMID  4321896. 
  4. ^ Shine J, Dalgarno L (1973). "Presencia de ARN ribosómico disociable por calor en insectos: presencia de tres cadenas de polinucleótidos en el ARN 26S de células cultivadas de Aedes aegypti". Journal of Molecular Biology . 75 (1): 57–72. doi :10.1016/0022-2836(73)90528-7. PMID  4197338.
  5. ^ Dahlberg AE (1989). "El papel funcional del ARN ribosómico en la síntesis de proteínas". Cell . 57 (4): 525–529. doi :10.1016/0092-8674(89)90122-0. PMID  2655923. S2CID  36679385.
  6. ^ Steitz JA, Jakes K (1975). "Cómo los ribosomas seleccionan regiones iniciadoras en el ARNm: formación de pares de bases entre el extremo 3' del ARNr 16S y el ARNm durante la iniciación de la síntesis de proteínas en Escherichia coli". Proc Natl Acad Sci USA . 72 (12): 4734–4738. Bibcode :1975PNAS...72.4734S. doi : 10.1073/pnas.72.12.4734 . PMC 388805 . PMID  1107998. 
  7. ^ Shine J, Dalgarno L (1975). "Determinante de la especificidad del cistrón en los ribosomas bacterianos". Nature . 254 (5495): 34–38. Bibcode :1975Natur.254...34S. doi :10.1038/254034a0. PMID  803646. S2CID  4162567.
  8. ^ Dalgarno L, Shine J (1973). "La secuencia terminal conservada en el ARNr 18S puede representar anticodones terminadores". Nature . 245 (148): 261–262. doi :10.1038/newbio245261a0. PMID  4202225.
  9. ^ Hunt JA (1965). "Estudios de secuencia terminal de ácido ribonucleico de alto peso molecular. La reacción de ribonucleósidos oxidados con peryodato, ribonucleótidos 5' y ácido ribonucleico con isoniazida". Revista bioquímica . 95 (2): 541–51. doi :10.1042/bj0950541. PMC 1214355 . PMID  14340106. 
  10. ^ Pieczenik G, Model P, Robertson HD (1974). "Secuencia y simetría en los sitios de unión de ribosomas del ARN f1 del bacteriófago". Journal of Molecular Biology . 90 (2): 191–214. doi :10.1016/0022-2836(74)90368-4. PMID  4375722.
  11. ^ Anónimo (1976). "Señales para la síntesis de proteínas". Nature . 260 (5546): 12–13. Código Bibliográfico :1976Natur.260...12A. doi : 10.1038/260012a0 .
  12. ^ Johnson G (1991). "Interferencia con el desarrollo del fago lambda por la subunidad pequeña de la terminasa del fago 21, gp1". Journal of Bacteriology . 173 (9): 2733–2738. doi :10.1128/jb.173.9.2733-2738.1991. PMC 207852 . PMID  1826903. 

Lectura adicional

  • Voet D y Voet J (2004). Bioquímica (3.ª ed.). John Wiley and Sons Inc., págs. 1321-1322 y 1342-1343.
  • Hale WG, Margham JP, Saunders VA eds (1995) Collins Dictionary of Biology, (2.ª ed.) Secuencia Shine-Dalgarno (SD). pág. 565.
  • Lewin, B. (1994) Genes V. Oxford University Press. págs. 179, 269.
  • Alberts B, Bray D, Lewis J, Raff M, Roberts K, Watson JD (1994) La biología molecular de la célula (3.ª ed.), págs. 237, 461.
  • Malys N, McCarthy JE (2011). "Inicio de la traducción: se pueden anticipar variaciones en el mecanismo". Ciencias de la vida celular y molecular . 68 (6): 991–1003. doi :10.1007/s00018-010-0588-z. PMC  11115079 . PMID  21076851. S2CID  31720000.
  • Cicek Mustafa, Mutlu Ozal, Erdemir Aysegul, Ozkan Ebru, Saricay Yunus, Turgut-Balik Dilek (2013). "Una única mutación en una secuencia similar a Shine-Dalgarno presente en el amino terminal de la lactato deshidrogenasa de Plasmodium afecta la producción de una proteína eucariótica expresada en un sistema procariótico". Biotecnología Molecular . 54 (2): 602–608. doi :10.1007/s12033-012-9602-z. PMID  23011788. S2CID  45230872.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  • https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=eurekah.section.19320
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