Elemento de poliadenilación citoplasmática

El elemento de poliadenilación citoplasmática (CPE) es una secuencia que se encuentra en la región 3' no traducida del ARN mensajero . Si bien se conocen varios elementos de secuencia que regulan la poliadenilación citoplasmática, el CPE es el mejor caracterizado. ^{[ 1 ]} La secuencia de CPE más común es UUUUAU, aunque existen otras variaciones. ^{[ 2 ]} La unión de la proteína de unión al CPE ( CPEB ) a esta región promueve la extensión de la cola de poliadenina existente y, en general, la activación del ARNm para la traducción de proteínas . Esta elongación ocurre después de que el ARNm se ha exportado del núcleo al citoplasma. Una cola de poli(A) más larga atrae más proteínas de unión a la poliadenina citoplasmáticas (PABP), las cuales interactúan con otras proteínas citoplasmáticas que favorecen la asociación entre el ARNm y el ribosoma. ^{[ 1 ]} Por lo tanto, el alargamiento de la cola de poli(A) contribuye a aumentar la eficiencia de la traducción del ARNm. Las colas de poliadenina se extienden de aproximadamente 40 bases a 150 bases. ^{[ 2 ]}

La poliadenilación citoplasmática debe distinguirse de la poliadenilación nuclear ; la poliadenilación citoplasmática ocurre en el citoplasma en ARNm específicos a diferencia de la que ocurre en el núcleo y afecta a casi todos los ARNm eucariotas. ^{[ 3 ]} Entre otras funciones, se ha identificado un papel destacado para el CPE en la ovogénesis , la espermatogénesis , la mitosis y el crecimiento de nuevas sinapsis ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]} El papel del CPE se caracterizó por primera vez en ovocitos y embriones de Xenopus, pero investigaciones recientes han identificado funciones para el CPE en células somáticas. ^{[ 1 ] [ 7 ]} Se ha demostrado que algunos ARNm de protooncogenes contienen CPE. Uno de estos genes es Myc . El nivel de producción de las diferentes proteínas CPEB determina si la expresión de Myc conduce a la formación de tumores. ^{[ 8 ]} También se ha demostrado que el gen supresor de tumores TP53 está regulado por un CPE. Las líneas celulares que no producen CPEB muestran niveles más bajos de la proteína p53 y se vuelven inmortales en lugar de mostrar senescencia . ^{[ 9 ]}

El eCPE y el C-CPE son otros dos elementos de poliadenilación citoplasmáticos que se encuentran en los embriones. La secuencia más común del eCPE es UUUUUUUUUUUU, mientras que la secuencia del C-CPE es generalmente una región muy rica en C con alguna U ocasional. Todos estos CPE tienen en común que su efectividad para promover la extensión de la cola de poli(A) depende de su proximidad a la señal de poli(A). ^{[ 1 ]} Óptimamente, deberían estar a menos de 25 nucleótidos, pero pueden estar hasta a 100 nucleótidos de la señal de poli(A). ^{[ 10 ]} Alternativamente, los CPE pueden causar represión de la traducción si dos secuencias de CPE se encuentran a menos de 50 nucleótidos de distancia entre sí dentro de la región 3' UTR. ^{[ 1 ]} Los mayores niveles de represión se observan cuando los dos CPE están separados por 10 a 12 nucleótidos. Si el CPE tiene una secuencia no consensuada, se necesita un elemento de unión a Pumilio (PBE) cercano para que se produzca la activación de la traducción. Si el CPE tiene una secuencia consenso , la presencia del PBE puede duplicar la activación traslacional resultante. ^{[ 10 ]} El CPE no es el único elemento cis-regulador que regula el procesamiento de la 3'UTR, ya que las señales de poliadenilación alternativa (APA), los sitios diana de microARN y los elementos ricos en AU (ARE) también desempeñan un papel en la determinación de la longitud de la cola de poli(A). ^{[ 11 ]}

La investigación sobre el CPE se ha centrado en dilucidar aún más su papel en la regulación traslacional y en el desarrollo. La investigación en neuronas de Aplysia ha demostrado que el CPE participa en la regulación de la formación de la memoria. Durante la formación de recuerdos a largo plazo, los CPE presentes en los ARNm de actina neuronal permiten la sobreexpresión de esta proteína. El aumento de la concentración de actina permite el crecimiento de nuevas sinapsis, facilitando así el almacenamiento de la memoria. ^{[ 12 ]}

Un estudio sobre la regulación del ARNm durante la ovogénesis en Drosophila reveló que las proteínas CPE y las proteínas de unión a CPE ayudan a controlar el momento de la producción de proteínas durante el desarrollo. Los ovocitos transcriben una gran parte de su ARNm de una sola vez y dependen de otros mecanismos de control para determinar el momento de la producción de proteínas. El estudio mostró que los ARNm que son diana de la proteína CPEB WISP presentan una extensión significativa de la cola de poliA, pero no un aumento en el número de transcritos de ARNm. ^{[ 13 ]}