Región no traducida
Regiones no codificantes en cada extremo del ARNm
El flujo de información genética dentro de una célula. El ADN se transcribe inicialmente en una molécula de ARN mensajero (ARNm). Luego, el ARNm se traduce en una proteína . (Véase Dogma central de la biología molecular .)
Estructura del ARNm, aproximadamente a escala de un ARNm humano

En genética molecular , una región no traducida (o UTR ) se refiere a cualquiera de dos secciones, una en cada lado de una secuencia codificante en una cadena de ARNm . Si se encuentra en el lado 5' , se llama 5' UTR (o secuencia líder ), o si se encuentra en el lado 3' , se llama 3' UTR (o secuencia de remolque ). El ARNm es ARN que transporta información desde el ADN hasta el ribosoma , el sitio de síntesis de proteínas ( traducción ) dentro de una célula. El ARNm se transcribe inicialmente a partir de la secuencia de ADN correspondiente y luego se traduce en proteína. Sin embargo, varias regiones del ARNm generalmente no se traducen en proteína, incluidas las UTR 5' y 3'.

Aunque se denominan regiones no traducidas y no forman la región codificante de proteínas del gen, los uORF ubicados dentro del 5' UTR se pueden traducir en péptidos . [1]

El UTR 5' se encuentra aguas arriba de la secuencia codificante. Dentro del UTR 5' hay una secuencia que es reconocida por el ribosoma que le permite unirse e iniciar la traducción. El mecanismo de iniciación de la traducción difiere en procariotas y eucariotas . El UTR 3' se encuentra inmediatamente después del codón de terminación de la traducción . El UTR 3' juega un papel crítico en la terminación de la traducción así como en la modificación postranscripcional . [2]

En un principio se creía que estas secuencias, a menudo largas, eran ARNm inútiles o basura que simplemente se habían acumulado a lo largo del tiempo evolutivo. Sin embargo, ahora se sabe que la región no traducida del ARNm está involucrada en muchos aspectos regulatorios de la expresión génica en organismos eucariotas. La importancia de estas regiones no codificantes está respaldada por el razonamiento evolutivo, ya que de lo contrario la selección natural habría eliminado este ARN inutilizable.

Es importante distinguir las UTR 5' y 3' de otros ARN no codificantes de proteínas . Dentro de la secuencia codificante del pre-ARNm , se pueden encontrar secciones de ARN que no se incluirán en el producto proteico. Estas secciones de ARN se denominan intrones . El ARN que resulta del empalme del ARN es una secuencia de exones . La razón por la que los intrones no se consideran regiones no traducidas es que los intrones se eliminan en el proceso de empalme del ARN. Los intrones no se incluyen en la molécula de ARNm madura que se traducirá y, por lo tanto, se consideran ARN no codificante de proteínas.

Historia

Las regiones no traducidas del ARNm se convirtieron en tema de estudio a finales de los años 70, después de que se secuenciara por completo la primera molécula de ARNm. En 1978, se secuenció por completo el UTR 5' del ARNm de la gamma-globina humana . [3] En 1980, se realizó un estudio sobre el UTR 3' de los genes duplicados de la alfa-globina humana. [4]

Evolución

La región no traducida se observa en procariotas y eucariotas, aunque la longitud y la composición pueden variar. En procariotas, la UTR 5' tiene típicamente entre 3 y 10 nucleótidos de longitud. En eucariotas, la UTR 5' puede tener cientos a miles de nucleótidos de longitud. Esto es consistente con la mayor complejidad de los genomas de eucariotas en comparación con los procariotas. La UTR 3' también varía en longitud. La cola de poli-A es esencial para evitar que el ARNm se degrade. Aunque hay variación en las longitudes de las UTR 5' y 3', se ha visto que la longitud de la UTR 5' está más conservada en la evolución que la longitud de la UTR 3'. [5]

Procariotas

El UTR 5' de los procariotas consiste en la secuencia Shine–Dalgarno (5'-AGGAGGU-3'). [6] Esta secuencia se encuentra entre 3 y 10 pares de bases aguas arriba del codón de iniciación. El codón de iniciación es el sitio de inicio de la traducción a proteína.

Eucariotas

El UTR 5' de los eucariotas es más complejo que el de los procariotas. Contiene una secuencia de consenso de Kozak (ACCAUGG). [7] Esta secuencia contiene el codón de iniciación. El codón de iniciación es el sitio de inicio de la traducción a proteína.

La importancia de estas regiones no traducidas del ARNm apenas está comenzando a entenderse. Se están realizando varios estudios médicos que han encontrado conexiones entre las mutaciones en regiones no traducidas y un mayor riesgo de desarrollar una enfermedad en particular, como el cáncer. Por ejemplo, se han descubierto asociaciones entre polimorfismos en la región 3' UTR de HLA-G y el desarrollo de cáncer colorrectal . [8] Los polimorfismos de un solo nucleótido en la región 3' UTR de otro gen también se han asociado con la susceptibilidad al parto prematuro . [9] Las mutaciones en la región 3' UTR del gen APP están relacionadas con el desarrollo de angiopatía amiloide cerebral . [10]

Estudio adicional

A través del estudio reciente de las regiones no traducidas, se ha reunido información general sobre la naturaleza y función de estos elementos. Sin embargo, todavía hay mucho que se desconoce sobre estas regiones del ARNm. Dado que la regulación de la expresión génica es fundamental para el funcionamiento adecuado de las células, se trata de un área de estudio que necesita más investigación. Es importante considerar que las mutaciones en las regiones no traducidas 3' tienen el potencial de alterar la expresión de varios genes que pueden parecer no relacionados. [11] Apenas estamos empezando a comprender los vínculos entre el funcionamiento adecuado de las regiones no traducidas y los estados patológicos de las células.

Véase también

Referencias

  1. ^ Vilela, Cristina; McCarthy, John EG (1 de agosto de 2003). "Regulación de la expresión génica fúngica mediante marcos de lectura abiertos cortos en la región 5' no traducida del ARNm". Microbiología molecular . 49 (4): 859–867. doi : 10.1046/j.1365-2958.2003.03622.x . ISSN  0950-382X. PMID  12890013.
  2. ^ Barrett, Lucy W; Fletcher, Sue; Wilton, Steve D (2013). Regiones genéticas no traducidas y otros elementos no codificantes . Springer. ISBN 978-3-0348-0679-4.
  3. ^ Chang, JC; Poon, R.; Neumann, KH; Kan, YW (1978-10-01). "La secuencia de nucleótidos de la región 5' no traducida del ARNm de la gamma-globina humana". Nucleic Acids Research . 5 (10): 3515–3522. doi :10.1093/nar/5.10.3515. ISSN  0305-1048. PMC 342692 . PMID  318162. 
  4. ^ Michelson, AM; Orkin, SH (1980-11-01). "Las regiones 3' no traducidas de los genes de alfa-globina humana duplicados son inesperadamente divergentes". Cell . 22 (2 Pt 2): 371–377. doi :10.1016/0092-8674(80)90347-5. ISSN  0092-8674. PMID  7448866. S2CID  54238986.
  5. ^ Lin, Zhenguo; Li, Wen-Hsiung (1 de enero de 2012). "Evolución de la longitud de la región no traducida 5' y reprogramación de la expresión génica en levaduras". Biología molecular y evolución . 29 (1): 81–89. doi :10.1093/molbev/msr143. ISSN  1537-1719. PMC 3245540 . PMID  21965341. 
  6. ^ Jin, H; Zhao, Q; González; de Valdivia, EI; Ardell, DH; Stenström, M; Isaksson, LA (abril de 2006). "Influencias en la expresión génica in vivo por una secuencia de Shine-Dalgarno". Microbiología Molecular . 60 (2): 480–492. doi : 10.1111/j.1365-2958.2006.05110.x . PMID  16573696. S2CID  5686240.
  7. ^ Nakagawa, So; Niimura, Yoshihito; Gojobori, Takashi; Tanaka, Hiroshi; Miura, Kin-ichiro (1 de febrero de 2008). "Diversidad de secuencias de nucleótidos preferidas alrededor del codón de iniciación de la traducción en genomas eucariotas". Nucleic Acids Research . 36 (3): 861–871. doi :10.1093/nar/gkm1102. ISSN  0305-1048. PMC 2241899 . PMID  18086709. 
  8. ^ M. Garziera; E. Catamo; S. Crovella; M. Montico; E. Cecchin; S. Lonardi; E. Mini; S. Nobili; L. Romanato; G. Toffoli (2015). "Asociación de los polimorfismos HLA-G 3′UTR con el cáncer colorrectal en Italia: una primera perspectiva". Revista Internacional de Inmunogenética . 43 (1): 32–39. doi :10.1111/iji.12243. PMID  26752414. S2CID  205193023.
  9. ^ Zhu, Qin; Chen, Ying; Dai, Jianrong; Wang, Benjing; Liu, Minjuan; Wang, Yun; Tao, Jianying; Li, Hong (1 de enero de 2015). "Los polimorfismos de la metilentetrahidrofolato reductasa en la región 3' no traducida se asocian con la susceptibilidad al parto prematuro". Translational Pediatrics . 4 (1): 57–62. doi :10.3978/j.issn.2224-4336.2015.01.02. ISSN  2224-4344. PMC 4729064 . PMID  26835361. 
  10. ^ G. Nicolás; D. Valón; C. Goupil; C.A. Ricardo; C. Pottier; V. Dorval; M. Sarov-Riviere; F.Riant; D. Hervé; P. Amouyel; el señor Guerchet; B. Ndamba-Bandzouzi; P. Mbelesso; J.-F. Dartigues; J.-C. Lamberto; P.M. Preux; T. Freburgo; D. Campión; D. Hannequín; E. Tournier-Lasserve; SS Hébert; A. Rovelet-Lecrux (2016). "Mutación en la región 3' no traducida de APP como determinante genético de la angiopatía amiloide cerebral". Revista europea de genética humana . 24 (1): 92–98. doi :10.1038/ejhg.2015.61. PMC 4795229 . Número de modelo:  PMID25828868. 
  11. ^ Chatterjee, Sangeeta; Pal, Jayanta K. (1 de mayo de 2009). "El papel de las regiones 5′ y 3′ no traducidas de los ARNm en las enfermedades humanas". Biology of the Cell . 101 (5): 251–262. doi :10.1042/BC20080104. ISSN  1768-322X. PMID  19275763. S2CID  22689654.
  • Seeley, Rod R.; Stephens, Trent D.; Philip, Tate (2006). "Estructura y función de la célula - Animación: Síntesis de ARNm (transcripción) (Cuestionario 1)". Anatomía y fisiología (7.ª ed.). McGraw Hill. ISBN 0072507470.
  • Seeley, Rod R.; Stephens, Trent D.; Philip, Tate (2006). "Estructura y función de la célula - Animación: cómo funciona la traducción". Anatomía y fisiología (7.ª ed.). McGraw Hill. ISBN 0072507470.
  • "UTRSite :: Inicio". utrsite.ba.itb.cnr.it . Archivado desde el original el 18 de junio de 2022.
  • Bio125_Biología molecular (6 de febrero de 2015). "Estructura genética". YouTube .
  • Recurso UT
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