Cientos de pequeños bucles transitorios de
material genético han sido detectados y estudiados, por primera vez, por
científicos de la Universidad Brown, en Estados Unidos, aportando
nuevos conocimientos sobre cómo el cuerpo transcribe el ADN, y convierte
estas transcripciones en instrucciones necesarias para fabricar
proteínas.
Los fragmentos genéticos, llamados 'lariats', que han estudiado
los científicos de Brown, publicando sus hallazgos en la revista
'Structural & Molecular Biology', son subproductos de la
transcripción de genes. Hasta ahora, los científicos habían encontrado
menos de 100 lariats, escudriñando selecciones muy pequeñas de intrones,
secciones de código genético que no codifican proteínas directamente,
pero contienen importantes señales que dirigen la forma en que las
regiones codificadoras de proteínas se ensamblan.
En el nuevo estudio, los biólogos de Brown han encontrado más de
800 'lariats' en un conjunto de miles de millones de lecturas de ARN,
derivadas de tejidos humanos. "Se utilizaron métodos genómicos modernos
para la detección de estos raros productos intermedios de empalme",
explica el biólogo William Fairbrother, quien añade que "esta
investigación nos dice mucho acerca de este paso de transformación
genética, conocido como empalme de ARN".
Las enzimas cortan los intrones para ensamblar los exones que
instruyen a los ribosomas de las células, para que produzcan proteínas.
El cuerpo selecciona, a menudo, las formas y lugares en los que realizar
los cortes. Según Allison Taggart, coautora del estudio, hasta ahora
faltaban datos ocultos en los lariats, que se desmoronan poco después
del corte, pero predicen las elecciones de empalme que realiza el
cuerpo.
La información clave descubierta en el estudio, afirma Taggart, es
la ubicación de los llamados puntos de ramificación (en inglés, "branch
point") en los lariats. Físicamente, el punto de ramificación es donde
se forma un bucle durante el primer paso del empalme, pero su posición y
proximidad a otros sitios de empalme, según observaron los
investigadores, pueden predecir dónde se producirá el empalme.
Después de estudiar los sitios de estos puntos de ramificación, y
su relación con los sitios de empalme, los investigadores crearon un
modelo algorítmico que puede predecir los sitios de empalme en un 95,6
por ciento. El valor del modelo no está en la identificación de los
sitios de empalme --que son ya bien conocidos-- sino en los nuevos datos
obtenidos sobre los lariats.
"Hemos conseguido identificar el conjunto de reglas que definen la
relación entre los puntos de ramificación y los sitios de empalme
elegidos, lo cual da pistas acerca de cómo toma decisiones la maquinaria
de empalme", señala Taggart.
Además, el equipo también estudió la conexión entre los puntos de
ramificación y las enfermedades: buscaron en la Base de Datos sobre
Mutaciones Genéticas Humanas (Human Gene Mutation Database) mutaciones
patógenas en los intrones, y compararon sus recién descubiertos puntos
de ramificación con dichas mutaciones.
Los científicos observaron que estas mutaciones se forman en
puntos de ramificación, y provocan enfermedades, presumiblemente, al
interferir con la formación de los 'lariats'.
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