Anti ARN pequeño

Los ARN pequeños antisentido (abreviados como ARN pequeños anti o anti-ARNs ) son secuencias cortas de ARN (de aproximadamente 50 a 500 nucleótidos de longitud) que son complementarias a otros ARN pequeños (ARNs) en la célula. ^{[ 2 ]}

Los ARN pequeños (sRNA) pueden reprimir la traducción mediante el apareamiento de bases complementarias con su secuencia de ARNm diana . ^{[ 3 ]} Los anti-sRNA funcionan mediante el apareamiento complementario con los sRNA antes de que el ARNm pueda unirse, liberando así el ARNm y aliviando la inhibición de la traducción. ^{[ 4 ]} Los anti-sRNA conducen a una mayor expresión de los ARNm al inhibir la acción de los sRNA. ^{[ 1 ]} El ARN esponja es otro término utilizado para describir los anti-sRNA. ^{[ 5 ]}

Si bien los ARN pequeños reguladores del ARNm se descubrieron en 1984, el primer anti-ARN pequeño natural se descubrió recién en 2014 en un modelo de Escherichia coli . ^{[ 1 ] [ 6 ]} La caracterización inicial del ARN pequeño antisentido dentro de los modelos de E. coli se demostró a través de microarrays y predicciones computacionales. ^{[ 7 ]} Experimentos recientes han utilizado análisis de Northern blot y mapeo del extremo 5' para identificar correctamente posibles candidatos a ARN pequeños antisentido. ^{[ 8 ]} RNA-Seq ha surgido como un método popular para la identificación de ARN pequeños, ya que su capacidad para distinguir entre ARN mensajero y estructural permite una mayor sensibilidad en el análisis de ARN pequeños. ^{[ 9 ] [ 10 ]} RNA-Seq específico de cadena proporciona una caracterización adicional del ARN pequeño al predecir estructuras de transcripción con mayor precisión. ^{[ 9 ] [ 11 ]} En 2019, se estableció un nuevo algoritmo llamado APERO que permite la detección precisa a nivel genómico de pequeños transcritos a partir de datos de RNA-Seq bacteriano de extremos emparejados. ^{[ 10 ]} La secuenciación bacteriana de extremos emparejados permite la secuenciación a través de ambos extremos del fragmento, lo que aumenta la precisión de la lectura al proporcionar una alineación mejorada. ^{[ 12 ]}

Las técnicas orientadas a la unión de proteínas, como la inmunoprecipitación con entrecruzamiento , que aísla los anti-ARN pequeños unidos a proteínas, han contribuido aún más a la identificación y detección de nuevos anti-ARN pequeños. Un factor clave en este enfoque es la proteína Hfq , una proteína de unión a ARN conservada que se sabe que se une a varios ARN pequeños. ^{[ 13 ]} Sin embargo, la inmunoprecipitación con entrecruzamiento no proporciona información sobre qué dos ARN interactúan entre sí, lo cual es fundamental para identificar la función reguladora de los ARN pequeños. Esta limitación se ha subsanado mediante el uso de una ARN ligasa para unir los extremos de los dos ARN que interactúan, lo que permite mapear los ARN pequeños que interactúan entre sí mediante RNA-Seq. ^{[ 5 ]}

Los ARN pequeños antisentido se encuentran en todos los dominios de la vida, incluidos eucariotas , bacterias y arqueas . ^{[ 14 ] [ 15 ]} Son secuencias de ARN no codificante involucradas en procesos reguladores, como el metabolismo y la transcripción . ^{[ 14 ]} Muchos anti-ARN pequeños participan en actividades reguladoras para modular la expresión génica, y la mayor parte de la investigación explora interacciones específicas dentro del dominio bacteriano. ^{[ 16 ] [ 17 ]} Un ejemplo de esto se establece en el ARN pequeño transcodificado bacteriano, que demuestra solo una complementariedad parcial con el ARN diana. ^{[ 18 ]} Estos ARN pequeños funcionan para modular las interacciones de pares de bases y la traducción al dirigirse directamente al ARNm, afectando así su estabilidad. ^{[ 19 ]} Los anti-ARN pequeños pueden interactuar con otros ARN pequeños dirigiéndose a la región involucrada en la unión al ARNm, o pueden unirse a otra región correspondiente a lo largo del ARN pequeño. ^{[ 7 ]} Esto se ha caracterizado además en circuitos genéticos que están controlados por ARN pequeños y regulan aspectos de la patogénesis bacteriana. ^{[ 19 ]}

El ARN pequeño antisentido también puede ser diseñado y utilizado por los científicos para realizar funciones experimentales. ^{[ 20 ]} En biología sintética , el empleo de ARN no codificante como el ARN pequeño antisentido tiene ventajas para crear arquitectura reguladora dentro de sistemas de ingeniería, siempre que la capacidad de predecir la función utilizando la secuencia de la hebra. ^{[ 20 ]} En experimentos, se ha descubierto que los riborreguladores diseñados , que son ARN específicos que responden al ARN señal a través del apareamiento de bases complementarias utilizando ARN pequeño antisentido, son capaces de activar la expresión génica independiente. ^{[ 20 ]} El desarrollo de ensayos de interacción basados ​​en matrices de ARN que permiten la detección in vitro ha avanzado aún más las plataformas dirigidas a la expresión génica con ARN pequeños antisentido. ^{[ 19 ] [ 21 ]} Los ensayos de interacción basados ​​en matrices de ARN detectan interacciones de ARN pequeño antisentido sintético in vitro, a través de una técnica de captura de superficie. ^{[ 19 ] [ 21 ]} Una matriz de plantillas de ADN bicatenario inmovilizadas para ARN pequeño antisentido se sitúa frente a una superficie de captura de ARN compuesta por posibles dianas de ARN pequeño antisentido, separadas por una solución de reactivos de transcripción. ^{[ 19 ] [ 21 ]} El ARN capturado se visualiza mediante tinción fluorescente, que puede indicar si un posible ARN pequeño antisentido se ha unido a su diana. ^{[ 19 ] [ 21 ]}

La acción antibacteriana contra V. cholerae se produce mediante la promoción de patrones de expresión génica que liberan a la bacteria de su huésped. ^{[ 19 ] [ 21 ]} Esto se ha logrado utilizando pequeños ARN antisentido diseñados mediante la metodología de microarrays de ARN, lo que abre la posibilidad de futuras aplicaciones antimicrobianas o terapéuticas . ^{[ 19 ] [ 21 ]}