Ir al contenido principal

Descifrando el código del splicing

Los que estudiamos biología sabemos muy bien que es el splicing. Los genes, en las células eucariotas, están conformado por intrones y exones los cuales son transcritos tal cual a ARN mensajero. Sin embargo, los intrones son secuencias que no llegan a traducirse a proteínas mientras que los exones son las regiones que si llegan a traducirse, en otras palabras, los intrones no se expresan y los exones si. Para entenderlo mejor veamos la siguiente imagen:

El gen primero es transcrito a un ARN mensajero primario (pre-mRNA). Los intrones son algo así como secuencias de relleno que protegen y regulan la expresión de los exones, que son las secuencias que sí llegarán a formar una proteína determinada. El proceso de eliminación de los intrones se llama splicing. Pero, este mecanismo no sólo sirve para eliminar los intrones. Un gen puede tener muchos intrones y muchos exones, entonces el splicing también permitirá combinar los exones para formar diferentes proteínas, a este proceso se le llama splicing alternativo. Él 95% de los genes humanos con muchos exones se combinan en más de una forma. Este mecanismo es de vital importancia en el desarrollo, diferenciación y funcionamiento de células de diferentes tejidos. Se cree que errores en el splicing están tienen una gran relación con una serie de enfermedades humanas. Pero, ¿a que se debe que un mismo gen exprese diferentes exones en diferentes tejidos o estadíos de desarrollo?

Barash et al. identificaron ciertas características de las secuencias del pre-mRNA (motivos, tamaños de los intrones y exones y estructuras secundarias del ARN) y trataron de asociar estas características a los patrones de expresión de los exones en determinados tejidos. Observaron este efecto determinando si las probabilidades de inclusión o exclusión de los exones aumentaban o se mantenían iguales en en ARN mensajero maduro (el que será traducido a proteína). Usando estos datos trataron de predecir la forma como se dará el splicing alternativo de un determinado gen en un determinado tejido. A esto le llamaron el código del splicing. Así como hay la genómica, transcriptómica, proteómica, epigenómica, y otras –ómicas, éste sería la “splicingómica”.

Barash et al. determinaron una serie de motivos que estaban envueltos en la expresión de los exones. Los motivos son pequeñas secuencias de ARN o aminoácidos altamente conservados que en la proteína formarán pliegues con características conocidas. Además los motivos se relacionaban unos con otros para dar nuevos patrones de splicing en diferentes tejidos. Nuevas combinaciones de exones pueden ser buenos mecanismos de regulación de la expresión genética, ya que las secuencias de estos exones pueden generar estructuras secundarias como horquillas o dimerización (si encuentran secuencias complementarias) las cuales truncarían la traducción el interferir el movimiento de los ribosomas.image

Usando este código se puede predecir la forma como se expresará un gen en un determinado tejido (predecir el splicing) el cual será de vital importancia para entender muchas enfermedades que aquejan al sistema nervioso (Parkinson o Alzheimer), además veremos nuevos patrones de regulación de la expresión genética para entender como hacen las células madre (células indiferenciadas) para especializarse (diferenciarse en un tejido) y como se da el desarrollo embrionario. Los exones de un mismo gen se expresan de manera diferente en tejidos embrionarios y adultos.

Esta herramienta está disponible on-line en:
http://genes.toronto.edu/wasp/

Referencia:

ResearchBlogging.orgBarash, Y., Calarco, J., Gao, W., Pan, Q., Wang, X., Shai, O., Blencowe, B., & Frey, B. (2010). Deciphering the splicing code Nature, 465 (7294), 53-59 DOI: 10.1038/nature09000

Comentarios

Entradas más populares de este blog

Fusión y fisión de mitocondrias

Se cree que los procariotas aparecieron en el planeta hace unos 3,500 millones de años, mientras que los eucariotas lo hicieron hace unos 2,000 millones de años. Pero, si los procariotas llevan una ventaja de 1,500 millones de años a los eucariotas, ¿por qué ellos no son los organismos más complejos? La respuesta son las mitocondrias [Les recomiendo leer este artículo publicado en el blog]. Todos conocemos a las mitocondrias, si no las recuerdan, aquí se las presento. Tal vez la imagen que tenemos de ellas es que se encuentran diseminadas por toda la célula, aisladas unas de otras o, a lo mucho, reuniéndose en pequeños grupos. Sin embargo, esto no es así. En realidad, las mitocondrias son unos organelos muy dinámicos, que se encuentran fusionándose y dividiéndose constantemente, pero hasta ahora no se sabe a ciencia cierta que rol cumple este proceso. Axel Kowald de la Universidad Humboldt de Berlín y Tom B. L. Kirkwood de la Universidad de Newcastle han desarrollado una teoría

El mapa de las rutas metabólicas… Animado!

¿Qué es una ruta o vía metabólica? De manera sencilla, es el flujo de reacciones que sigue un determinado compuesto al ingresar a la célula, de esta manera, se transforma en una molécula más compleja (biosíntesis o anabolismo) o en una más sencilla (degradación o catabolismo). Por ejemplo: el pan tiene una gran variedad de compuestos químicos, pero el más abundante es el almidón —presente en la harina con el que es elaborado. El almidón es degradado por una serie de reacciones químicas gracias a unas enzimas llamadas amilasas, convirtiéndose en pequeñas unidades de glucosa. La glucosa ingresa a la célula y pasa por una serie de reacciones para llegar a formar dos moléculas de piruvato. Gráficamente lo podemos ver de la siguiente manera: Esta forma de graficarla se ve muy fría y poco llamativa, es más, parece ser muy difícil de aprenderla y no nos dice nada de como es el flujo de las otras moléculas que participan en la reacción, por ejemplo: el ADP y el NADH. Además, ésta sol

Crea tus propias rutas metabólicas con PathVisio

Alguna vez se han preguntado como hacen los científicos para hacer las rutas metabólicas que vemos en los libros o en los artículos científicos? Usan programas especializados en este tipo de diseños, es algo así como un AutoCad para biólogos. Aunque también lo puedes hacer en Power Point o en Corel Draw, pero estos programas no entenderían el contexto biológico de la ruta metabólica, las conexiones entre genes y proteínas. PathVisio es una herramienta que te permite crear rutas metabólicas con significado biológico para tus presentaciones o para publicarlos en un artículo o una monografía. Y si ya eres un investigador que usa técnicas de biología molecular avanzadas como el secuenciamiento genético y los microarreglos, puedes diseñar nuevas vías metabólicas, a partir de tus resultados y exportarlos a WikiPathways . También te permite descargar rutas metabólicas y base de datos de genes de organismos modelos muy usados en biología como son de Drosophila melanogaster , Saccharomy