Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Epitranscriptoma

En el campo de la biología molecular , el epitranscriptoma incluye todas las modificaciones bioquímicas del ARN (el transcriptoma ) dentro de una célula . [ 1 ] De forma análoga...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

En el campo de la biología molecular , el epitranscriptoma incluye todas las modificaciones bioquímicas del ARN (el transcriptoma ) dentro de una célula . [ 1 ] De forma análoga a la epigenética , que describe "cambios funcionalmente relevantes en el genoma que no implican un cambio en la secuencia de nucleótidos ", la epitranscriptómica abarca todos los cambios funcionalmente relevantes en el transcriptoma que no implican un cambio en la secuencia de ribonucleótidos . Por lo tanto, el epitranscriptoma puede definirse como el conjunto de dichos cambios funcionalmente relevantes.

Existen varios tipos de modificaciones del ARN que afectan la expresión génica . Estas modificaciones ocurren en muchos tipos de ARN celular, incluyendo, entre otros, el ARN ribosómico (ARNr), el ARN de transferencia (ARNt), el ARN mensajero (ARNm) y el ARN nuclear pequeño (ARNsn). La modificación del ARNm más común y mejor comprendida en la actualidad es la N6 - metiladenosina (m6A ) , que se ha observado que ocurre un promedio de tres veces en cada molécula de ARNm.

Actualmente, el trabajo se centra en determinar los tipos y la ubicación de las modificaciones del ARN, [ 2 ] determinar si estas modificaciones tienen una función y, de ser así, cuál es su mecanismo de acción . De forma similar al epigenoma , el epitranscriptoma tiene "escritores" y "borradores" que marcan el ARN y "lectores" que traducen esas marcas en función. Una función que se ha dilucidado involucra a la enzima adenosina desaminasa (ADAR) , que actúa sobre el ARN. La ADAR afecta una serie de procesos celulares, incluyendo el empalme alternativo, los microARN, el sistema inmunitario innato y conduce a la recodificación de proteínas, especialmente para receptores importantes en el sistema nervioso central . [ 3 ]

Modificaciones químicas del ARN

N 6 -Metiladenosina (m 6 A)

m 6 A describe la metilación del nitrógeno en la posición 6 de la base adenosina dentro del ARNm. Descubierta en 1974, [ 4 ] m 6 A es la modificación de ARNm eucariota más abundante; [ 5 ] la mayoría de los ARNm contienen aproximadamente tres residuos de m 6 A. [ 6 ] Sin embargo, algunos transcritos de ARNm no contienen ningún m 6 A, mientras que otros pueden tener 10 o más. [ 7 ] El término "epitranscriptoma" se acuñó tras mapeos de sitios de m 6 A en todo el transcriptoma, [ 8 ] [ 9 ] pero no excluye necesariamente otras modificaciones postranscripcionales del ARNm. Cómo, y en respuesta a qué estímulo, la célula regula endógenamente el nivel de metilación de m 6 A sigue sin estar claro en la actualidad. Sin embargo, se sabe que los niveles de esta marca epitranscripcional se alteran dinámicamente durante el desarrollo embrionario. Además, los estímulos ambientales como el estrés también pueden alterar los niveles de m 6 A. [ 10 ]

Los metilomas de ARNm m⁶A de diferentes organismos eucariotas tienen dos características comunes. En primer lugar, la marca se encuentra generalmente en la secuencia R[G > A]m⁶AC [ U>A>C>] o RRm⁶ACH . En segundo lugar, esta marca está enriquecida en regiones específicas del transcriptoma ; se encuentra principalmente cerca de codones de parada , en 3'-UTR y en exones internos largos . [ 6 ] Sin embargo, los niveles de m⁶A varían entre diferentes ARN dentro de una célula y entre diferentes tipos de células del mismo organismo. Se han descrito los mecanismos que controlan la adición de m⁶A a algunos tipos de ARN, pero otros siguen siendo desconocidos. [ 10 ]

Escritores, lectores y borradores

En eucariotas, el uso de m6A en el ARNm implica un complejo metiltransferasa , comúnmente denominado "Escritor", que instala el grupo metilo . [ 11 ] Esta modificación de m6A es reconocida por proteínas especiales conocidas como "Lectores". [ 12 ] El número de lectores varía entre los diferentes organismos. En particular, en vertebrados, se sugiere que la presencia de proteínas clasificadas como "Borradores" facilita la eliminación de m6A, lo que permite una regulación dinámica de la deposición de m6A en los ARNm. [ 11 ]

La marca m 6 A es añadida por el complejo escritor am 6 A metiltransferasa postranscripcionalmente. Este complejo escritor está compuesto por METTL3 , METTL14 , la proteína asociada al tumor de Wilms 1 (WTAP) , KIAA1429 y RBM15 . [ 12 ] METTL3 es la subunidad catalítica, mientras que METTL14 está involucrada en la estabilidad del complejo y el reclutamiento de ARN. WTAP también es necesaria para ayudar al reclutamiento de ARNm, mientras que RBM15 y su parálogo RBM15B solo están involucrados en el reclutamiento de lncRNAs. El papel que RBM15 y RBM15B pueden tener en el reclutamiento de otros tipos de ARN al complejo metiltransferasa sigue siendo desconocido. [ 13 ] No se conocen los sitios de reconocimiento específicos de los escritores, pero la secuencia mínima requerida es 5'-Rm 6 AC-3'. [ 7 ] Se ha propuesto que METTL3 también sea un "lector" de la marca m 6 A. Esta función se localiza en el citoplasma , donde promueve el reclutamiento de eIF3 . [ 11 ] El descubrimiento del complejo METTL3 indicó que la instalación de m6A podría ser un proceso regulado, lo cual fue fundamental para el avance y el interés en el campo de la epitranscriptómica. [ 14 ]

Los miembros de la familia de proteínas del dominio YTH actúan como "lectores" de m 6 A. El estudio de estas proteínas ha sido clave para comprender las funciones y los efectos de la metilación del ARNm. [ 12 ] Se ha demostrado que tres miembros de la familia de proteínas del dominio YTH humano tienen mayores afinidades de unión al ARNm metilado. [ 15 ] La proteína YTHDF2 afecta al ARNm dirigiendo el ARNm metilado desde el pool de traducción a los sitios de degradación del ARNm. Como resultado, la presencia de m6A en el ARNm se correlaciona con una vida media más corta que el ARNm no metilado.

Hasta ahora, se han identificado dos "borradores" de la marca m 6 A. ALKBH5 es una desmetilasa que se encuentra en mamíferos que elimina el grupo metilo de m 6 A. [ 12 ] El segundo es la proteína asociada a la masa grasa y la obesidad ( FTO ), una desmetilasa que convierte m 6 A de nuevo en adenosina . FTO desmetila preferentemente la m 6 A que se encuentra más cerca de la caperuza del ARNm. [ 12 ] Este proceso oxidativo tiene tres pasos y dos intermediarios: N 6 -hidroximetiladenosina (hm 6 A) y N 6 -formiladenosina (f 6 A). FTO se encuentra más comúnmente en las manchas nucleares; sin embargo, en algunas especies también se pueden encontrar bajos niveles de FTO en el citoplasma. [ 6 ] La disfunción de FTO se correlaciona con alteraciones en el peso corporal y enfermedades, mientras que los ratones knockout de Alkbh5 tienen fertilidad reducida. [ 15 ] Estos dos hechos reflejan la importancia de la regulación adecuada de la modificación m 6 A para el funcionamiento normal del organismo. Además, las mutaciones en FTO pueden provocar fallos en el desarrollo, atrofia cerebral y trastornos fisiológicos en la edad adulta. [ 10 ]

Función en el ciclo de vida del ARNm

La metilación del ARNm es importante a lo largo de todo su ciclo de vida, comenzando con la poliadenilación alternativa (APA) de algunos transcritos. Los sitios m⁶A suelen estar ubicados en el último exón , principalmente en la región 3' no traducida (3'-UTR). La presencia de m⁶A en la 3'-UTR promueve el uso del sitio APA proximal, lo que resulta en una 3'-UTR más corta. El empalme de los transcritos de pre-ARNm puede verse influenciado por m⁶A , [ 16 ] aunque este efecto puede variar entre diferentes sistemas biológicos. [ 17 ] Además, la exportación nuclear de los ARNm maduros depende de m⁶A ; cuando se inhiben las enzimas que "escriben" m⁶A , se produce un retraso en la exportación de los ARNm maduros. Sin embargo, la exportación nuclear normal no depende únicamente de m⁶A , sino que también intervienen otras marcas de ARNm, como la 5'-metilcitosina (m⁵C ) . [ 11 ]

La marca m 6 A tiene un efecto notable en la dinámica de la traducción . [ 18 ] Hay varias formas en que m 6 A está involucrada en la eficiencia de la traducción. Por ejemplo, esta modificación modula múltiples pasos en el proceso de incorporación de ARNt. Por un lado, ralentiza la hidrólisis de GTP por EF-Tu en 12 veces y la reacción de transferencia de peptidilo en dos veces. También causa un aumento de 1,5 veces en la cantidad de GTP hidrolizado por transferencia de peptidilo, lo que indica que se requiere mucha corrección de pruebas. Además, debido a que es solo una base de adenosina modificada, m 6 A se aparea con uridina durante la decodificación. Sin embargo, la metilación de la adenosina dificulta la acomodación del ARNt y la elongación de la traducción. Cuando un codón modificado con m⁶A interactúa con su ARNt cognado (el ARNt con el anticodón complementario a un codón específico), actúa más como una interacción de codón casi cognado que como una interacción de codón cognado. Esto se observa en el retraso en la acomodación del ARNt, que depende tanto de la posición de m⁶A en los codones del ARNm como de la precisión de la traducción. En general, esta modificación de m⁶A produce una pérdida cinética de un factor de 18. [ 18 ] En resumen, la dinámica de traducción-elongación es más lenta para los codones con m⁶A y las diferentes ubicaciones de estos nucleótidos modificados en los codones del ARNm afectan la dinámica de decodificación de distintas maneras.

Sin embargo, esta marca también puede aumentar la eficiencia de la traducción. El "lector" de m⁶A, YTHDF1, induce la asociación del ARNm modificado con el ribosoma . Además, recluta el factor de iniciación de la traducción eIF3 al ARNm independientemente de METTL3. Adicionalmente, eIF3 también actúa como "lector" de am⁶A ubicado en la región 5'-UTR del ARNm, lo que resulta en el reclutamiento del complejo de preiniciación de la traducción 40S . [ 14 ] Esta interacción está involucrada en la traducción independiente de la caperuza, que ocurre durante la respuesta celular al estrés por choque térmico . [ 11 ]

La metilación m6A también modula la estabilidad del ARNm. [ 19 ] El "lector" YTHDF2 se une a los ARNm que contienen m6A y disminuye su estabilidad al reclutarlos a los cuerpos P , en un proceso llamado degradación de ARNm dependiente de metilación. [ 11 ] Este proceso es necesario para degradar rápidamente los transcritos de factores de transcripción de pluripotencia , para permitir el compromiso de una célula madre pluripotente con un linaje celular específico. [ 20 ] Los niveles reducidos de m6A en embriones de ratón conducen a la letalidad embrionaria durante las primeras etapas del desarrollo. [ 10 ]

Función de la N 6 -metiladenosina (m 6 A) en el empalme alternativo

Los exones del pre-ARNm se muestran en azul y los intrones (secuencias no codificantes) en rojo. a) El empalme alternativo implica la eliminación de intrones del transcrito de pre-ARNm. b) La adenina se metila, formando la modificación m⁶A . c) La modificación m⁶A se localiza en un bucle de tallo de ARN rico en uridina, reduciendo la estabilidad del bucle y aumentando la accesibilidad a las hebras simples. La proteína HNRNPC (implicada en el procesamiento del pre-ARNm) ahora puede unirse a la región rica en uridina más accesible en el bucle (el sitio de unión de HNRNPC), lo que conduce a la escisión del intrón.

A veces se pueden encontrar estructuras de tallo-bucle en los intrones . Los residuos m 6 A ubicados en estos tallo-bucles debilitan las interacciones de apareamiento de bases dentro del tallo, alterando así la estructura del ARNm. Este fenómeno se conoce como m 6 A-Switch. [ 12 ] La marca m 6 A tiene un papel importante en el empalme alternativo , ya que aumenta la accesibilidad de hnRNPC a su sitio de unión. La ribonucleoproteína nuclear heterogénea C (hnRNPC) es una proteína de unión a ARN que forma complejos tanto con el ARN nuclear heterogéneo (hnRNA) como con el pre-ARNm para participar en el procesamiento del pre-ARNm . hnRNPC se une a una región rica en uridina en los intrones que generalmente pueden formar tallo-bucles. La desestabilización del tallo-bucle expone el sitio de unión de hnRNPC, lo que aumenta la accesibilidad de la proteína a la región. [ 21 ] Dado que hnRNPC debe unirse al pre-ARNm para cumplir su función, una mayor accesibilidad implica una mayor actividad de hnRNPC. Por lo tanto, los residuos de m 6 A ubicados en los bucles de tallo de los intrones aumentan la actividad de hnRNPC, lo que resulta en un mayor empalme alternativo. La evidencia que respalda esta afirmación identificó que la disminución de los niveles de m 6 A en el transcriptoma conduce a una unión de hnRNPC significativamente reducida. [ 12 ]

La m⁶A también desempeña funciones adicionales en el empalme alternativo al actuar como sitio de unión para YTHDC1 (YTHDC1 se une a los residuos de m⁶A ubicados en exones alternativos). YTHDC1 tiene una doble función en el empalme alternativo. En primer lugar, recluta al factor de empalme rico en serina y arginina 3 (SRSF3), que promueve la inclusión de exones. Además, YTHDC1 bloquea la unión de SRSF10, una proteína involucrada en el salto de exones . [ 12 ]

Debido a la función de m⁶A en el empalme alternativo, los pre-ARNm tienen niveles más altos de m⁶A que los ARNm maduros. Además, m⁶A es más abundante en los ARNm que experimentan empalme alternativo en comparación con los genes que codifican una sola isoforma . Esto se debe a que los ARNm empalmados alternativamente están enriquecidos en sitios de unión de METTL3. El empalme se ve afectado en ratones knockout de Mettl3 , lo que resulta en una mayor frecuencia de salto de exones y retención de intrones. [ 11 ] Sin embargo, m⁶A no es un factor de empalme general inespecífico, solo participa en el empalme alternativo de ciertos ARNm y lncRNA. [ 10 ]

Otras funciones de m 6 A

La modificación m⁶A no solo se encuentra en los ARNm, sino que también está presente en diversos ARN no codificantes. Por ejemplo, XIST , el ARN largo no codificante que inicia la inactivación del cromosoma X , está enriquecido en m⁶A . Estas modificaciones m⁶A son reconocidas y unidas a la proteína YTHDC1, perteneciente al dominio YTH. El silenciamiento del cromosoma X mediado por XIST se ve afectado negativamente cuando XIST no está modificado con m⁶A . [ 11 ]

Las moléculas de ARN que contienen m⁶A participan en los mecanismos de reparación del daño al ADN inducido por la radiación UV . Cuando el ADN se daña, se acumulan en la región transcripciones poliadeniladas (poli(A)+) que contienen numerosos residuos de m⁶A . Esto facilita el acceso de las proteínas reparadoras del ADN, como la ADN polimerasa K, para que puedan cumplir su función. [ 11 ]

Enfermedad

Las alteraciones en las vías que conducen a la adición o eliminación de la marca m6A dan como resultado una expresión génica y una función celular deficientes, lo que puede provocar enfermedades.

Los niveles normales de m 6 A se alteran en varios tipos de cáncer . La reducción de los niveles de m 6 A debido a la regulación negativa de METTL3 y/o METTL14 conduce a la activación de varios oncogenes , como el gen que codifica el dominio 19 de la metalopeptidasa ADAM (ADAM19). Además, la pérdida de m 6 A también resulta en la regulación negativa de supresores tumorales como el inhibidor de la quinasa dependiente de ciclina 2A (CDKN2A) y el cáncer de mama 2 (BRCA2). Por otro lado, el aumento de los niveles de m 6 A inhibe la progresión tumoral en ciertos tipos de cáncer. [ 14 ] Además, los polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) en el gen que codifica FTO se han asociado con un mayor riesgo de cáncer de mama y páncreas . Los niveles alterados de m 6 A también contribuyen al enriquecimiento inducido por hipoxia del fenotipo de células madre de cáncer de mama. [ 22 ] En definitiva, los "escritores" y "borradores" de la marca m 6 A pueden ser buenos objetivos farmacológicos potenciales en la terapia contra el cáncer .

Los trastornos metabólicos también se ven afectados por la marca m 6 A debido al papel de FTO. La sobreexpresión de FTO produce un aumento de la masa corporal y grasa , mientras que la pérdida de FTO conlleva una reducción de la masa corporal magra . Sin embargo, aún no se comprenden los mecanismos por los cuales los cambios en la expresión de FTO afectan la masa corporal y grasa. [ 14 ]

La investigación actual del epitranscriptoma m6a continúa desvelando las implicaciones de m6a y sus efectos postfisiológicos en los accidentes cerebrovasculares isquémicos. Las respuestas mediadas por la microglía y las desmetilasas implicadas, como FTO y ALKBH5, parecen ser un factor que contribuye a las alteraciones del epitranscriptoma cerebral m6a. Los trastornos del estado de ánimo, como el trastorno depresivo mayor , también se han identificado como procesos patológicos asociados a cambios en el epitranscriptoma m6a. [ 23 ]

N1-metiladenosina (m 1 A)

La N1-metiladenosina es un nucleósido modificado en el que se añade un grupo metilo al N1 de la base adenosina . Esta modificación introduce una carga positiva en el átomo de nitrógeno al que se añade el grupo metilo, ya que el nitrógeno modificado dona su par de electrones no enlazantes al átomo de carbono del grupo metilo para formar un enlace . Se cree que la modificación de N1-metiladenosina regula la estabilidad del ARNt y del ARNr, además de alterar potencialmente las interacciones proteína-ARN o las estructuras secundarias del ARN. Esta modificación provoca la desnaturalización del ARN de doble cadena, debido a alteraciones en su estructura. La modificación de N1-metiladenosina es menos común que la modificación m⁶A , y los transcritos modificados suelen contener solo una modificación m¹A , mientras que pueden contener varios residuos de m⁶A . [ 24 ]

Los estudios sobre estas modificaciones han avanzado lentamente debido a la falta de una metodología sólida para localizarlas e identificarlas. Se han desarrollado algunos métodos, como MeRIP-seq y m 1 A-ID-seq, pero aún no se puede identificar la adenosina específica que se modifica. Se ha desarrollado una herramienta computacional basada en los datos generados por estos métodos, llamada RAMPed, para intentar identificar estas modificaciones específicas. [ 25 ]

Enfermedad

La modificación de m1a es de interés debido a su considerable correlación con la biología del cáncer y la tumorigénesis. La participación de m1a puede organizarse en las categorías de proliferación, invasión, muerte celular, microambiente tumoral o metabolismo del cáncer. Se ha descubierto que la proliferación de células cancerosas es promovida por "escritores" específicos de m1a. Por ejemplo, se ha observado que el regulador TRMT6 se sobreexpresa en individuos con glioma, un cáncer caracterizado por la proliferación inapropiada de células gliales del cerebro o la médula espinal. Además, se ha descubierto que la regulación de ALKBH3 apoya y refuerza la invasividad de las células cancerosas en ciertos cánceres de mama y ovario. [ 26 ]

5-metilcitosina (m 5 C)

La 5-metilcitosina , comúnmente abreviada como "m 5 C", es una modificación química identificada por primera vez en el ARNt. Desde su identificación inicial, la 5-metilcitosina se ha encontrado en una variedad de estructuras celulares diferentes que van desde una variedad de ARN e incluso ADN. Se han identificado dos tipos diferentes de "escritores" de ARN m 5 C: la ARN metiltransferasa NOP2/SUN (NSUN) y la ADN metiltransferasa-2. Es importante señalar que DNMT-2 es una proteína que pertenece a la familia DNMT , que contiene otras tres DNMT (1, 3a y 3b) que se sabe que demuestran actividad de metilación en relación con el genoma. Únicamente, DNMT-2 es la única DNMT que se ha confirmado que metila tanto ADN como ARN, aunque su función general de metilación del ADN es significativamente menor que la de sus contrapartes. [ 27 ] Si bien se han identificado estos escritores, hasta el momento, no se conocen "borradores" de m 5 C; En un sentido más amplio, esto significa que la conversión de 5-metilcitosina de nuevo en citosina no se ha observado en el ARN. [ 28 ] Las modificaciones de 5-metilcitosina se encuentran típicamente aproximadamente 100 nucleótidos corriente abajo de los sitios de inicio de la traducción. Esto puede proporcionar alguna información sobre el propósito de estas modificaciones; por ejemplo, esto puede indicar que estas modificaciones son importantes para controlar el destino del ARN, como si se traducirá o no en el caso del ARNm. Sin embargo, el propósito exacto de la metilación en citosinas específicas en el ARN es actualmente desconocido. Una posibilidad puede ser que m 5 C esté asociado con el transporte de ARN, ya que el factor de exportación Aly/REF es una proteína de unión a m 5 C conocida . [ 28 ] Por otro lado, las modificaciones de m 5 C posiblemente estén asociadas con la regulación de genes involucrados en el metabolismo energético y lipídico, a través de la modulación del destino traslacional general del ARN. [ 15 ]

Adenosina a inosina

Las modificaciones de adenosina a inosina (A a I) se describieron mucho antes de la concepción de la epitranscriptómica. Estas modificaciones son muy comunes en los tejidos y células del sistema nervioso, y las disfunciones en esta desaminación pueden dar lugar a diversas enfermedades humanas. Se ha demostrado que la desaminación de A a I provoca cambios en la estructura general del ARN o en los ARNm codificantes de proteínas, aunque no se observan con frecuencia cambios en los codones y en los aminoácidos que codifican. [ 29 ] La edición de ARN de A a I se describe con más detalle en la página de edición de ARN .

Queuosina

La estructura química de la queuosina

La queuina (Q) es un nucleótido modificado en la posición 34 del ARNt (queuosina es el nombre del nucleósido , mientras que queuina es el nombre del nucleótido). Las modificaciones de nucleótidos en el ARNt no son infrecuentes, ya que el ARNt es uno de los tipos de ARN más modificados, y se han identificado cerca de 80 tipos de nucleótidos modificados. La queuosina es una versión muy modificada de la guanosina (G). [ 30 ] Las modificaciones en el ARNt tienen la conocida capacidad de controlar y modular la expresión génica. La regulación de la expresión génica generalmente proviene de algunos cambios estructurales en la estructura de tallo-bucle del ARNt. La edición que sufre el ARNt puede haberse desarrollado como respuesta a codones raros, y el ARNt contrarresta los cambios de marco de lectura utilizando las bases modificadas. Otras modificaciones similares en los nucleótidos afectan la capacidad del ARNt para iniciar la traducción, impidiendo así la expresión génica. [ 31 ]

Esta modificación es particularmente común y se encuentra en diversos organismos, lo que indica que quizás se produjo una evolución convergente en el desarrollo de este nucleósido. Las células eucariotas no pueden sintetizar queuosina, por lo que dependen de los procariotas del microbioma para producirla y aumentar su disponibilidad en el organismo. Los niveles reducidos de Q34 (queuina en la posición 34) se asocian con el desarrollo de tumores. [ 32 ]

2′-O-metilación

La 2'-O-metilación se refiere a la metilación del grupo hidroxilo 2' de la ribosa dentro de un nucleótido de ARN. [ 33 ] La 2'-O-metilación se encuentra en la caperuza 5' de los ARNm en eucariotas superiores. [ 34 ] Está involucrada en la diferenciación entre ARNm propio y ajeno. [ 15 ] [ 35 ] Sin la marca de 2'-O-metilación, el sistema inmunitario desencadena niveles más altos de actividad de interferón tipo 1. [ 34 ] [ 15 ] Si bien actualmente no se sabe que esta modificación sea una respuesta a ningún fenómeno en particular, no se comprenden completamente todos los mecanismos de esta modificación debido a la dificultad de estudiar moléculas de ARN pequeñas. Sin embargo, el efecto que tiene esta modificación sobre la estabilidad del ARN podría estar regulado para modular los niveles de transcripción.

Pseudouridilación

La pseudouridina (Ψ, 5-ribosiluracilo) es la modificación de ARN más abundante; de ​​hecho, en un tiempo se la consideró el "quinto nucleótido". Este isómero de uridina se encuentra en varios tipos de ARN, como el ARNsn, el ARNt, el ARN nucleolar pequeño (ARNsno) y muchos otros. [ 28 ] La pseudouridina aumenta la estabilidad del ARN modificado al hacer que el esqueleto de azúcar-fosfato sea más rígido y al facilitar las interacciones de apilamiento de bases (la pseudouridina contiene un donador de enlaces de hidrógeno adicional). En lo que respecta a las interacciones de pares de bases de Watson-Crick , el par de bases pseudouridina-adenosina es más estable que el par de bases uridina-adenosina; por lo tanto, la pseudouridina aumenta la estabilidad. [ 29 ] Además de aumentar la estabilidad del ARN, esta modificación también está involucrada en la regulación de la traducción. Todos los codones de parada eucariotas contienen una uridina (UAA, UAG y UGA); La conversión de esta uridina a pseudouridina produce la supresión de la terminación de la traducción y la generación de codones de sentido inesperados. [ 28 ] [ 29 ] El proceso artificial de pseudouridilación afecta la función del ARNm: modifica el código genético al posibilitar el apareamiento de bases no canónico en el centro de decodificación del ribosoma . [ 36 ]

Las reacciones de pseudouridilación son catalizadas por enzimas que contienen el dominio de pseudouridina sintasa; se han identificado 13 de estas enzimas en humanos, denominadas pseudouridina sintasas (PUS). Estas enzimas pueden ser dependientes o independientes de ARN, dependiendo de si se requiere o no un ARN pequeño para guiar la enzima hacia su diana. Además, las diferentes enzimas PUS actúan en distintos compartimentos celulares. Por ejemplo, PUS4 (también conocida como miembro 1 de la familia de la pseudouridina sintasa TruB, TRUB1) y PUS7 , responsables de la mayor parte de la pseudouridilación del ARNm, se localizan en el núcleo o el citoplasma. Por otro lado, varias enzimas PUS, como PUS1 y TRUB2, se encuentran en las mitocondrias , modificando diversos ARNm mitocondriales (ARNm-mt). [ 28 ] En el ARNt, PUS1 y PUS7 modifican la segunda uridina en la secuencia consenso UGUAR, siempre que esta secuencia esté ubicada en una región muy estructurada del ARNt. [ 37 ]

Hasta la fecha, no se han identificado borradores ni lectores de pseudouridina. Se cree que la pseudouridilación es muy probablemente un proceso irreversible. [ 29 ]

La pseudouridina se encuentra con mayor frecuencia en los ARNt, y casi todas las moléculas de ARNt tienen al menos una pseudouridina. Por lo tanto, debido a que la adición de pseudouridina ocurre durante el procesamiento normal del ARNt, no se considera una marca epitranscriptómica. Sin embargo, la pseudouridina actúa como una marca epigenética en los ARNm y los ARNnc del cerebro, ya que la pseudouridilación en estos dos ARN responde dinámicamente al estrés y la diferenciación celular, [ 22 ] lo que da motivos para creer que la pseudouridilación puede actuar como un importante mecanismo regulador de la función del ARN. [ 38 ] La pseudouridilación en el ARNm puede ser conservada, específica de tejido o inducible, lo que refleja plasticidad y función reguladora. [ 29 ] Además, la expresión de TRBU1, que se expresa principalmente en el cerebro, aumenta debido al condicionamiento del miedo. Asimismo, la expresión de los ARNnc necesarios para guiar las enzimas PUS dependientes de ARN también aumenta en respuesta al miedo. [ 22 ]

Métodos de detección y secuenciación de pseudouridina

Existen tres técnicas principales para el mapeo sitio-específico de pseudouridina en ARN, denominadas Pseudo-seq, Ψ-seq y PSI-seq. Todos estos métodos se basan en la reacción única entre la pseudouridina y el N-ciclohexil-N'-(2-morfolinoetil)carbodiimida meto-p-toluenosulfonato (CMCT). El ARN que se va a analizar se fragmenta y se incuba con CMCT. Si bien el CMCT puede formar enlaces covalentes con residuos de U, G y Ψ, solo el Ψ-CMC es resistente a la hidrólisis alcalina (el U-CMC y el G-CMC se hidrolizan). A continuación, se realiza la transcripción inversa para obtener una biblioteca de ADNc, cuyos cDNA terminan un nucleótido corriente abajo del residuo de pseudouridina. La secuenciación de nueva generación de la biblioteca de cDNA indicará dónde se encuentra el residuo de pseudouridina modificado en el ARN. Para ello, se preparan dos bibliotecas de ADNc: una en la que el ARN ha sido tratado con CMC y otra sin dicho tratamiento. Las diferencias en la longitud de las lecturas entre ambas bibliotecas indicarán la ubicación de los residuos Ψ. [ 28 ] [ 37 ] Otro método se denomina CeU-Seq, que utiliza un derivado biotinilado de CMCT. Esto permite la purificación y el enriquecimiento de transcritos biotinilados (transcritos modificados con pseudouridina) mediante columnas de estreptavidina , reduciendo así el tamaño de la biblioteca y aumentando la sensibilidad. [ 29 ]

Otros métodos de detección de pseudouridina incluyen la escisión específica del sitio y el marcaje radiactivo, seguido de la extracción asistida por ligación y la cromatografía de capa fina ( SCARLET ) y la espectrometría de masas.

Modificaciones específicas para diferentes tipos de ARN

ARN ribosómico (ARNr)

El ARN ribosómico, o ARNr , constituye el componente de ácido nucleico de los ribosomas. Las modificaciones del ARNr tienen lugar en el centro de peptidiltransferasa , el sitio activo del ribosoma , y ​​sus alrededores . Algunas de estas modificaciones incluyen pseudouridinas, 2'-O-metilaciones en los azúcares del esqueleto y bases metiladas . No se conocen con precisión los efectos biológicos de estas modificaciones sobre la molécula de ARNr, pero una hipótesis plantea que contribuyen a estabilizar la estructura y potenciar la función del ribosoma, especialmente durante su formación. Además, estas modificaciones podrían alterar las propiedades químicas del ARNr, favoreciendo así la correcta estructura terciaria. La 2'-O-metilación previene la hidrólisis del esqueleto ; otras modificaciones también parecen contribuir a estabilizar las estructuras secundarias del ARNr y prevenir daños en sus cadenas. La 2'-O-metilación también ayuda a incrementar las fuerzas de apilamiento de bases , estabilizando aún más la estructura secundaria y terciaria del ARNr. En conjunto, estas modificaciones en el ARNr son indispensables para la función ribosomal. [ 15 ]

ARN de transferencia (ARNt)

Modelo 3D de la compleja estructura cruciforme del ARNt.

Los ARN de transferencia (ARNt) , que son ARN que participan en la traducción , contienen el mayor número de modificaciones de cualquier tipo de ARN, con hasta una cuarta parte de los nucleósidos en estas moléculas que contienen algún tipo de modificación en eucariotas. [ 15 ] Existen varias razones conocidas para la amplia variedad de modificaciones que se encuentran en el ARNt. En primer lugar, dichas modificaciones permiten una diferenciación más sencilla entre diferentes moléculas de ARNt, como la separación del ARNt iniciador Met del ARNt elongador Met . Además, aumentan la estabilidad general del ARNt. Algunos estudios han demostrado que las modificaciones del ARNt pueden ser dinámicas y adaptativas a los cambios del entorno. Ejemplos de ello son la metilación de grupos de citosina por la ARNt metiltransferasa (Trm4 ) en respuesta al agotamiento de nutrientes en el cuerpo. La estructura cruciforme del ARNt es increíblemente importante para su función general y esta compleja estructura se mantiene mediante modificaciones postranscripcionales. Un ejemplo fundamental de esto es la metilación de la guanosina en las uniones dentro de la estructura del ARNt. Estas metilguanosinas afectan la estructura terciaria general al interrumpir cualquier enlace de hidrógeno canónico potencial (enlaces de hidrógeno que son pares de bases convencionales de Watson-Crick), creando así un bucle en el núcleo del ARNt. Otras modificaciones son esenciales para crear y mantener las curvaturas extremas en la estructura. [ 39 ]

ARN mensajero (ARNm)

El ARN mensajero (ARNm) es el puente entre el código genético y las proteínas resultantes, ya que transporta la información necesaria para su traducción. Las modificaciones al código genético físico suelen ser perjudiciales; por lo tanto, se prefieren modificaciones menores, como la metilación, en el ARNm (aunque también se observan modificaciones en todo el genoma). Los cuatro tipos principales de modificaciones en el ARNm son la N7-metilguanina (en el extremo 5' ), la N6 - metiladenosina , la 5-metilcitosina y la 2'-O-metilación . La modificación en el extremo 5' demuestra claramente cómo las modificaciones en el ARNm pueden afectar su función, ya que este extremo es necesario para iniciar la traducción. Por consiguiente, las modificaciones en el extremo 5', como la N7-metilguanina durante el procesamiento del ARN, pueden afectar la capacidad del ribosoma para iniciar la traducción. Es importante señalar que no todas las modificaciones que se producen en el ARNm son epigenéticas; algunas, como la modificación con N7-metilguanosina, son edición de ARN .

Las moléculas de ARNm demuestran lo que se conoce como "estequiometría de modificación". La estequiometría de modificación se refiere a que solo una parte de los transcritos presenta una modificación específica en un sitio de modificación particular. Normalmente, en condiciones celulares normales, la estequiometría de modificación es muy baja, y hay muy pocos transcritos con modificaciones específicas. Sin embargo, a medida que cambian las condiciones celulares, la fracción de transcritos modificados también puede cambiar. [ 40 ] Al igual que con otros tipos de ARN, las modificaciones afectan la estructura general del ARNm. Alterar su estructura puede hacer que el ARNm tome diferentes caminos. Por ejemplo, un transcrito normal podría estar destinado a ser traducido; sin embargo, la introducción de una base modificada puede alterar su estructura y desviarlo por un camino diferente, y ese transcrito en particular podría ser ahora blanco de degradación. [ 40 ]

Modificaciones del ARN corto no codificante (ARNsnc)

También pueden producirse modificaciones en los ARN cortos no codificantes, incluidos el ARN nuclear pequeño (ARNsn) y el microARN (ARNmi). [ 41 ] [ 15 ] Sin embargo, estas modificaciones son menos comunes que las que ocurren en el ARNm, el ARNt y el ARNr. [ 41 ]

ARN nuclear corto (ARNsn)

Se ha observado que algunos snRNA trans- empalmados tienen una caperuza de N2 ,N2,7 - trimetilguanosina. [ 41 ] Esta modificación particular de la caperuza de guanosina es rara en los snRNA. El trans-empalme es un fenómeno en el que se ligan exones de dos transcritos de ARN primarios diferentes. [ 42 ] Estas variantes raras se han observado durante el desarrollo en C. elegans y están asociadas con polisomas . [ 41 ] Cómo se regula esta modificación en ciertos tipos de células y la función exacta de esta modificación sigue siendo en gran medida desconocida, aunque se ha especulado que esta modificación puede ayudar a definir un subconjunto especial de ARN regulados por trimetilguanosina. [ 41 ]

MicroARN (miRNA)

Se ha observado que algunos miRNAs en plantas contienen 2'-O-metilación , una modificación del azúcar ribosa que añade la metiltransferasa HEN1. Se cree que esta modificación protege al miRNA contra la poliuridilación , que daría lugar a su posterior degradación. [ 15 ]

Además, se ha demostrado que los pri-miRNA contienen m 6 A. Esta modificación reversible puede afectar su localización celular y su función durante el procesamiento de los miRNA. [ 15 ]

ARN largo no codificante (lncRNA)

La familia de ARN largos no codificantes incluye diversos tipos de ARN, entre los que se encuentran, entre otros, el ARN circular (circRNA), el lncRNA nuclear, el ARN largo no codificante intergénico y el ARN potenciador . El desarrollo de la secuenciación de nueva generación ha facilitado el estudio del lncRNA (ya que este no es muy común en la célula en comparación con otros tipos de ARN).

Se ha demostrado que la edición y las modificaciones del lncRNA dan lugar a cambios en la expresión del ARN y en la tasa de mutación. [ 43 ] La 5-metilcitosina (m 5 C), la N 6 -metiladenosina (m 6 A) y la pseudouridina son las tres modificaciones más comunes y estudiadas que ocurren en el lncRNA. [ 28 ] Es probable que las modificaciones en la estructura de los nucleótidos afecten la estructura de los lncRNA y modulen su función general. El estudio de la reversibilidad de estas modificaciones es un área activa de investigación. Estas modificaciones afectan a diversas cualidades, incluida la función del lncRNA y el inicio de la traducción. Se ha demostrado que las modificaciones en los lncRNA afectan su localización dentro de la célula y, aunque las estructuras complejas, como el crucifijo del ARNt, no se encuentran normalmente en el lncRNA, las modificaciones pueden alterar su estructura y afectar la función general y la vía que sigue el lncRNA. [ 15 ]

Epitranscriptómica viral

La epitranscriptómica viral es el campo que estudia las modificaciones del ARN en los transcritos virales que no afectan la secuencia del transcrito, pero que son funcionalmente relevantes. Hasta ahora, los estudios se han centrado en los transcritos virales de virus de mamíferos . Los transcritos virales de mamíferos deben funcionar en una célula de mamífero, por lo que deben adquirir las mismas marcas epigenéticas que la célula huésped . Para ello, los virus utilizan las numerosas enzimas modificadoras de ARNm que se encuentran en las células huésped. [ 37 ]

m6A en transcripciones virales

La modificación de ARN más ampliamente descrita en virus de mamíferos es la m⁶A , que se identificó por primera vez en los ARNm del virus de la influenza en 1976. [ 11 ] El análisis epitranscriptómico de los transcritos virales ha revelado que los niveles de m⁶A en los transcritos virales y celulares son similares. Sin embargo, en algunos virus, como el adenovirus-2 , los niveles de m⁶A son más altos en los ARNm virales. [ 37 ] Al igual que con los ARN celulares, la m⁶A se agrega predominantemente en el núcleo por METTL3, con la ayuda de varios cofactores como METTL14, WTAP, KIAA1429 y RBM15/RMB15B. Un estudio reciente demuestra la presencia de m⁶A en el antígeno T pequeño del poliomavirus de células de Merkel (MCPyV) en el carcinoma de células de Merkel, un cáncer de piel mortal. [ 44 ]

Los estudios sobre la marca viral m⁶A se han realizado principalmente con el VIH . [ 13 ] A pesar de la alta tasa mutagénica de este virus, los sitios m⁶A se han conservado evolutivamente. Esto se debe a que m⁶A participa en la regulación de múltiples etapas del ciclo de vida del VIH. Además de las funciones normales que m⁶A tiene en el empalme del pre-ARNm, la exportación nuclear, la estabilidad del ARNm y la traducción, esta marca también inhibe el reconocimiento de los transcritos virales por los receptores tipo Toll y los receptores RIG-1. Como resultado, m⁶A influye positivamente en la replicación viral. [ 7 ] Por otro lado, el VIH también regula la adición de la marca m⁶A en varios ARNm celulares. Por ejemplo, se han identificado 56 transcritos celulares que solo contienen m⁶A durante la infección por VIH. El efecto que esta marca tiene sobre los transcritos celulares durante el curso de la infección viral sigue siendo desconocido. [ 37 ]

Aunque los transcritos virales marcados con m6A participan en la regulación de la expresión génica de varios virus diferentes, aún no se han identificado los mecanismos por los que esto ocurre. Hasta la fecha, se han propuesto tres posibles modelos. [ 13 ]

Aunque METTL3 y METTL14 se localizan principalmente en el núcleo, también se pueden encontrar en el citoplasma, donde metilan los genomas y transcritos de los virus de ARN citoplasmáticos. A diferencia de los virus nucleares, la pérdida de m⁶A en el virus de la hepatitis C (VHC, un virus de ARN citoplasmático) aumenta la producción de viriones infecciosos del VHC, lo que indica que en este virus en particular la marca m⁶A tiene un efecto negativo sobre la producción viral. Sin embargo, en otros virus de ARN citoplasmáticos, como el virus del dengue y el virus de la fiebre amarilla , se han seleccionado sitios de m⁶A durante la evolución, lo que sugiere que la marca m⁶A es beneficiosa para estos virus. [ 7 ]

Dado que la m⁶A potencia la replicación viral, puede utilizarse como diana para la terapia antiviral . El principal desafío reside en atacar esta marca en los transcritos virales sin causar efectos importantes en las células huésped, ya que las marcas de m⁶A celulares que se producen normalmente también se verían afectadas. El inhibidor de la hidrolasa de S-adenosilhomocisteína (SAC), la 3-dezaadenosina (DAA), puede utilizarse como fármaco antiviral, puesto que inhibe la adición de m⁶A . [ 7 ] Sin embargo, aún no se ha determinado si este fármaco tiene efectos secundarios. [ 13 ]

N 6 ,2-O-dimetiladenosina (m 6 A m )

Otras modificaciones de la transcripción viral

m 6 A no es la única modificación de ARN que se puede encontrar en los ARN virales. Por ejemplo, la N 6 ,2-O-dimetiladenosina (m 6 A m ) se puede encontrar en el virus de la influenza y el virus del herpes simple tipo 1 , aunque el efecto que esta marca tiene en el ciclo de vida de estos virus sigue siendo desconocido. Recientemente se informó sobre la acetilación de citidinas mediada por NAT10 en el ARN del VIH -1. [ 45 ] Otra modificación que se encuentra comúnmente en coronavirus , flavivirus y poxvirus (todos ellos son virus citoplasmáticos) es la 2'-O-metilación de las porciones de ribosa. La adición de esta marca es catalizada por una metiltransferasa viral. La 2'-O-metilación se une al receptor tipo Toll 7 (TLR-7) y lo inhibe, el cual está involucrado en la activación de la producción de citocinas inflamatorias . Además, esta modificación permite que los ARN virales evadan las acciones antivirales de las proteínas IFIT , una familia de proteínas inducidas por interferón que limitan la replicación viral. [ 13 ]

MODÓMICS

MODOMICS es una base de datos integral que contiene información sobre modificaciones de ARN. MODOMICS proporciona la siguiente información: la estructura química de los ARN modificados, las vías de modificación del ARN, la ubicación de las modificaciones en las secuencias de ARN, las enzimas responsables de las modificaciones y datos de cromatografía líquida/espectrometría de masas (LC/MS) de los ARN modificados. En noviembre de 2017, la base de datos contenía 163 modificaciones de ARN diferentes, así como 340 enzimas y cofactores diferentes involucrados en las modificaciones. Esta base de datos clasifica las vías de modificación del ARN según su punto de partida. Los datos de LC/MS han sido muy útiles para determinar la masa específica de los ARN modificados, lo que facilita la identificación de la modificación. [ 46 ]

RMBase, ENCORE

La ENCyclOpedia of Rna Epitranscriptome (ENCORE) es una versión mejorada de RMBase que constituye una plataforma integral de epitranscriptoma con decenas de nuevos programas y herramientas para decodificar el patrón de distribución, el perfil de metagenes, los mecanismos de biogénesis, las funciones reguladoras, el interactoma, la conservación evolutiva y las nuevas proteínas lectoras de más de 70 tipos diferentes de modificaciones de ARN mediante el análisis de miles de datos de secuenciación de alto rendimiento. [ 47 ] [ 48 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Rossello-Tortella M, Ferrer G, Esteller M (julio de 2020). " Epitranscriptómica en hematopoyesis y neoplasias hematológicas" . Blood Cancer Discovery . 1 (1): 26– 31. doi : 10.1158/2643-3249.BCD-20-0032 . PMC 8447282. PMID 34661141 .  
  2. ↑ Ross R, Cao X, Yu N, Limbach PA (2016). "Mapeo de secuencias de modificaciones químicas del ARN de transferencia mediante cromatografía líquida y espectrometría de masas en tándem" . Methods . 107 ( 107): 73– 78. doi : 10.1016/j.ymeth.2016.03.016 . PMC 5014671. PMID 27033178 .  
  3. ↑ Tajaddod M, Jantsch MF, Licht K (marzo de 2016). "El epitranscriptoma dinámico: la edición de A a I modula la información genética" . Chromosoma . 125 ( 1): 51– 63. doi : 10.1007/s00412-015-0526-9 . PMC 4761006. PMID 26148686 .  
  4. ↑ Desrosiers R, Friderici K, Rottman F (octubre de 1974). "Identificación de nucleósidos metilados en el ARN mensajero de células de hepatoma de Novikoff" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 71 (10): 3971– 5. Bibcode : 1974PNAS...71.3971D . doi : 10.1073/pnas.71.10.3971 . PMC 434308. PMID 4372599 .  
  5. ↑ Bokar JA (2005). "La biosíntesis y las funciones de los nucleósidos metilados en el ARNm eucariota". Ajuste fino de las funciones del ARN mediante modificación y edición . Temas de genética actual. Vol. 12. Springer, Berlín, Heidelberg. págs. 141–177 . doi : 10.1007/b106365 . ISBN   9783540244950.
  6. 1 2 3 Yue Y, Liu J, He C (julio de 2015). "Metilación de la N6-metiladenosina del ARN en la regulación de la expresión génica postranscripcional" . Genes & Development . 29 (13): 1343– 55. doi : 10.1101/gad.262766.115 . PMC 4511210. PMID 26159994 .  
  7. 1 2 3 4 5 Kennedy EM, Courtney DG, Tsai K, Cullen BR (mayo de 2017). " Epitranscriptómica viral" . Journal of Virology . 91 (9) e02263-16: e02263–16. doi : 10.1128/jvi.02263-16 . PMC 5391447. PMID 28250115 .  
  8. ↑ Meyer KD, Saletore Y, Zumbo P, Elemento O, Mason CE, Jaffrey SR (junio de 2012). "Análisis exhaustivo de la metilación del ARNm revela enriquecimiento en las regiones 3' UTR y cerca de los codones de parada" . Cell . 149 ( 7): 1635–46 . doi : 10.1016/j.cell.2012.05.003 . PMC 3383396. PMID 22608085 .  
  9. ↑ Dominissini D, Moshitch-Moshkovitz S, Schwartz S, Salmon-Divon M, Ungar L, Osenberg S, Cesarkas K, Jacob-Hirsch J, Amariglio N, Kupiec M, Sorek R, Rechavi G (abril de 2012). "Topología de los metilomas de ARN m6A humanos y de ratón revelada por m6A-seq". Nature . 485 ( 7397): 201– 6. Bibcode : 2012Natur.485..201D . doi : 10.1038/nature11112 . PMID 22575960. S2CID 3517716 .  
  10. 1 2 3 4 5 Noack F, Calegari F (2018). " Epitranscriptómica: un nuevo mecanismo regulador del desarrollo y la función cerebral" . Frontiers in Neuroscience . 12 85. doi : 10.3389/fnins.2018.00085 . PMC 5826231. PMID 29515357 .  
  11. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Peer E, Rechavi G, Dominissini D (diciembre de 2017). "Epitranscriptómica: regulación del metabolismo del ARNm a través de modificaciones". Current Opinion in Chemical Biology . 41 : 93–98 . doi : 10.1016/j.cbpa.2017.10.008 . PMID 29125941 . 
  12. 1 2 3 4 5 6 7 8 Roignant JY, Soller M (junio de 2017). "6A en ARNm: un mecanismo antiguo para el ajuste fino de la expresión génica" (PDF) . Trends in Genetics . 33 (6): 380–390 . doi : 10.1016/j.tig.2017.04.003 . PMID 28499622 . 
  13. 1 2 3 4 5 Gonzales-van Horn SR, Sarnow P (junio de 2017). "Dejando huella: el papel de las modificaciones de adenosina en el ciclo de vida de los virus de ARN" . Cell Host & Microbe . 21 (6): 661– 669. doi : 10.1016/j.chom.2017.05.008 . PMC 5555051. PMID 28618265 .  
  14. 1 2 3 4 Batista PJ (junio de 2017). " 6-metiladenosina y sus implicaciones en las enfermedades humanas" . Genómica, proteómica y bioinformática . 15 (3): 154– 163. doi : 10.1016/j.gpb.2017.03.002 . PMC 5487527. PMID 28533023 .  
  15. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Wang X, He C (octubre de 2014). "Modificaciones dinámicas del ARN en la regulación postranscripcional" . Molecular Cell . 56 (1): 5– 12. doi : 10.1016/j.molcel.2014.09.001 . PMC 7129666. PMID 25280100 .  
  16. ↑ Adhikari, Samir; Xiao, Wen; Zhao, Yong-Liang; Yang, Yun-Gui (2016-06-28). "m6A: Señalización para el empalme de ARNm" . RNA Biology . 13 (9): 756– 759. doi : 10.1080/15476286.2016.1201628 . ISSN 1547-6286 . PMC 5013988. PMID 27351695 .   
  17. ↑ Ke, Shengdong; Pandya-Jones, Amy; Saito, Yuhki; Fak, John J.; Vågbø, Cathrine Broberg; Geula, Shay; Hanna, Jacob H.; Black, Douglas L.; Darnell, James E.; Darnell, Robert B. (2017-05-15). "Las modificaciones de ARNm m6A se depositan en el pre-ARNm naciente y no son necesarias para el empalme, pero sí especifican el recambio citoplasmático" . Genes & Development . 31 (10): 990– 1006. doi : 10.1101/gad.301036.117 . ISSN 0890-9369 . PMC 5495127. PMID 28637692 .   
  18. 1 2 Choi J, Ieong KW, Demirci H, Chen J, Petrov A, Prabhakar A, O'Leary SE, Dominissini D, Rechavi G, Soltis SM, Ehrenberg M, Puglisi JD (febrero de 2016). "La N(6)-metiladenosina en el ARNm interrumpe la selección del ARNt y la dinámica de la elongación de la traducción" . Nature Structural & Molecular Biology . 23 (2): 110– 5. doi : 10.1038/nsmb.3148 . PMC 4826618. PMID 26751643 .  
  19. ↑ Wang X, Lu Z, Gomez A, Hon GC, Yue Y, Han D, Fu Y, Parisien M, Dai Q, Jia G, Ren B, Pan T, He C (enero de 2014). "Regulación de la estabilidad del ARN mensajero dependiente de N6-metiladenosina" . Nature . 505 ( 7481): 117–20 . Bibcode : 2014Natur.505..117W . doi : 10.1038/nature12730 . PMC 3877715. PMID 24284625 .  
  20. ↑ Zhao BS, He C (febrero de 2015). "Destino por metilación del ARN: m6A dirige la pluripotencia de las células madre" . Genome Biology . 16 (1) 43. doi : 10.1186/s13059-015-0609-1 . PMC 4336730. PMID 25723450 .  
  21. ↑ Liu N, Zhou KI, Parisien M, Dai Q, Diatchenko L, Pan T (junio de 2017). "La N6-metiladenosina altera la estructura del ARN para regular la unión de una proteína de baja complejidad" . Nucleic Acids Research . 45 (10): 6051– 6063. doi : 10.1093/nar/gkx141 . PMC 5449601. PMID 28334903 .  
  22. 1 2 3 Leighton LJ, Ke K, Zajaczkowski EL, Edmunds J, Spitale RC, Bredy TW (marzo de 2018). " Plasticidad neuronal dependiente de la experiencia, aprendizaje y memoria en la era de la epitranscriptómica" . Genes, Brain and Behavior . 17 (3) e12426. doi : 10.1111/gbb.12426 . PMC 5858957. PMID 28926184 .  
  23. ↑ Han, Fei (15 de febrero de 2024). "Modificación de la N6-metiladenosina en el ictus isquémico: funciones, regulación y potencial terapéutico" . Heliyon . 10 (3) e25192. doi : 10.1016/j.heliyon.2024.e25192 . ISSN 2405-8440 . PMC 10840115. PMID 38317953 .   
  24. ^ Dominissini D, Nachtergaele S, Moshitch-Moshkovitz S, Peer E, Kol N, Ben-Haim MS, Dai Q, Di Segni A, Salmon-Divon M, Clark WC, Zheng G, Pan T, Solomon O, Eyal E, Hershkovitz V, Han D, Doré LC, Amariglio N, Rechavi G, He C (febrero de 2016). "El metiloma dinámico de N (1) -metiladenosina en el ARN mensajero eucariótico" . Naturaleza . 530 (7591): 441– 6. Bibcode : 2016Natur.530..441D . doi : 10.1038/naturaleza16998 . PMC 4842015 . PMID 26863196 .  
  25. ↑ Chen W, Lin H (diciembre de 2016). " Avances recientes en la identificación de modificaciones del ARN" . Non-Coding RNA . 3 (1): 1. doi : 10.3390/ncrna3010001 . PMC 5831996. PMID 29657273 .  
  26. ^ Liu, Yafeng; Zhang, Shujun; Gao, Xiaohui; Ru, Yi; Gu, Xinyu; Hu, Xinjun (30 de enero de 2024). "Avances de la investigación de la modificación del ARN de N1-metiladenosina en el cáncer" . Comunicación y Señalización Celular . 22 (1): 79. doi : 10.1186/s12964-023-01401-z . ISSN 1478-811X . PMC 10826226 . PMID 38291517 .   
  27. ↑ Schaefer M, Lyko F (febrero de 2010). "Resolviendo el enigma de Dnmt2". Chromosoma . 119 (1): 35– 40. doi : 10.1007/s00412-009-0240-6 . PMID 19730874 . S2CID 24475853 .  
  28. 1 2 3 4 5 6 7 Jacob R, Zander S, Gutschner T (noviembre de 2017). "El lado oscuro del epitranscriptoma: modificaciones químicas en ARN largos no codificantes" . Revista Internacional de Ciencias Moleculares . 18 (11): 2387. doi : 10.3390/ijms18112387 . PMC 5713356. PMID 29125541 .  
  29. 1 2 3 4 5 6 Shafik A, Schumann U, Evers M, Sibbritt T, Preiss T (enero de 2016). "La epitranscriptómica emergente de los ARN largos no codificantes". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Mecanismos de regulación génica . 1859 (1): 59– 70. doi : 10.1016/j.bbagrm.2015.10.019 . hdl : 1885/220056 . PMID 26541084 . 
  30. ↑ Morris RC, Elliott MS (1 de septiembre de 2001). "Modificación de queuosina del ARNt: un caso de evolución convergente". Molecular Genetics and Metabolism . 74 ( 1–2 ): 147–59 . doi : 10.1006/mgme.2001.3216 . PMID 11592812 . 
  31. ↑ Persson BC (junio de 1993). " Modificación del ARNt como dispositivo regulador" . Microbiología molecular . 8 (6): 1011– 6. doi : 10.1111/j.1365-2958.1993.tb01645.x . PMID 7689685. S2CID 33048883 .  
  32. ↑ Gustilo EM, Vendeix FA, Agris PF (abril de 2008). " Las modificaciones del ARNt aportan orden a la expresión génica" . Current Opinion in Microbiology . 11 (2): 134– 40. doi : 10.1016/j.mib.2008.02.003 . PMC 2408636. PMID 18378185 .  
  33. ↑ Kiss T (julio de 2001). "Modificación postranscripcional de ARN celulares guiada por ARN nucleolar pequeño" . The EMBO Journal . 20 (14): 3617–22 . doi : 10.1093/emboj/20.14.3617 . PMC 125535. PMID 11447102 .  
  34. 1 2 Züst R, Cervantes-Barragan L, Habjan M, Maier R, Neuman BW, Ziebuhr J, Szretter KJ, Baker SC , Barchet W, Diamond MS, Siddell SG, Ludewig B, Thiel V (febrero de 2011). "La 2'-O-metilación de la ribosa proporciona una firma molecular para la distinción del ARNm propio y ajeno dependiente del sensor de ARN Mda5" . Nature Immunology . 12 (2): 137– 43. doi : 10.1038/ni.1979 . PMC 3182538 . PMID 21217758 .  
  35. ^ Daffis S, Szretter KJ, Schriewer J, Li J, Youn S, Errett J, Lin TY, Schneller S, Zust R, Dong H, Thiel V, Sen GC, Fensterl V, Klimstra WB, Pierson TC, Buller RM, Gale M, Shi PY, Diamond MS (noviembre de 2010). "La metilación 2'-O de la tapa del ARNm viral evade la restricción del huésped por parte de los miembros de la familia IFIT" . Naturaleza . 468 (7322): 452– 6. Bibcode : 2010Natur.468..452D . doi : 10.1038/naturaleza09489 . PMC 3058805 . PMID 21085181 .  
  36. ↑ Meier UT (enero de 2011). " La pseudouridilación se vuelve regulatoria" . The EMBO Journal . 30 (1): 3– 4. doi : 10.1038/emboj.2010.323 . PMC 3020123. PMID 21206510 .  
  37. ^ Pereira -Montecinos C, Valiente-Echeverría F, Soto-Rifo R (abril de 2017 ) . "Regulación epitranscriptómica de la replicación viral" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Mecanismos reguladores de genes . 1860 (4): 460– 471. doi : 10.1016/j.bbagrm.2017.02.002 . PMID 28219769 . 
  38. ↑ Zaringhalam M, Papavasiliou FN (septiembre de 2016). "La pseudouridilación se encuentra con la secuenciación de próxima generación" . Methods . 107 : 63–72 . doi : 10.1016/j.ymeth.2016.03.001 . PMID 26968262 . 
  39. ↑ Väre VY, Eruysal ER, Narendran A, Sarachan KL, Agris PF (marzo de 2017). "La diversidad química y conformacional de los nucleósidos modificados afecta la estructura y la función del ARNt" . Biomolecules . 7 ( 1): 29. doi : 10.3390/biom7010029 . PMC 5372741. PMID 28300792 .  
  40. 1 2 Lewis CJ, Pan T, Kalsotra A (marzo de 2017). "Las modificaciones y estructuras del ARN cooperan para guiar las interacciones ARN-proteína" . Nature Reviews. Biología Celular Molecular . 18 (3): 202– 210. doi : 10.1038/nrm.2016.163 . PMC 5542016. PMID 28144031 .  
  41. 1 2 3 4 5 Li S, Mason CE (2014). "El panorama regulatorio fundamental de las modificaciones del ARN" . Annual Review of Genomics and Human Genetics . 15 (1): 127– 50. doi : 10.1146/annurev-genom-090413-025405 . PMID 24898039 . 
  42. ↑ Bruzik JP, Van Doren K, Hirsh D, Steitz JA (octubre de 1988). "El trans-splicing implica una nueva forma de partículas de ribonucleoproteína nuclear pequeña". Nature . 335 ( 6190): 559– 62. Bibcode : 1988Natur.335..559B . doi : 10.1038/335559a0 . PMID 2971142. S2CID 4373131 .  
  43. ↑ Wilusz JE, Sunwoo H, Spector DL ​​(julio de 2009). " ARN largos no codificantes: sorpresas funcionales del mundo del ARN" . Genes & Development . 23 (13): 1494– 504. doi : 10.1101/gad.1800909 . PMC 3152381. PMID 19571179 .  
  44. ^ Orouji E, Peitsch WK, Orouji A, Houben R, Utikal J (enero de 2020). "Modificación del ARN 6A: YTHDF1 en el carcinoma de células de Merkel" . Cánceres . 12 (1): 202. doi : 10.3390/cánceres12010202 . PMC 7016651 . PMID 31947544 .  
  45. ↑ Tsai K, Jaguva Vasudevan AA, Martinez Campos C, Emery A, Swanstrom R, Cullen BR (agosto de 2020). " La acetilación de los residuos de citidina potencia la expresión génica del VIH-1 al aumentar la estabilidad del ARN viral" . Cell Host & Microbe . 28 (2): 306–312.e6. doi : 10.1016/j.chom.2020.05.011 . PMC 7429276. PMID 32533923 .  
  46. ^ Boccaletto P, Machnicka MA, Purta E, Piatkowski P, Baginski B, Wirecki TK, de Crécy-Lagard V, Ross R, Limbach PA, Kotter A, Helm M, Bujnicki JM (enero de 2018). "MODOMICS: una base de datos de vías de modificación de ARN. Actualización de 2017" . Investigación de ácidos nucleicos . 46 (D1): D303– D307. doi : 10.1093/nar/gkx1030 . PMC 5753262 . PMID 29106616 .  
  47. ↑ Xuan, JJ; Sun, WJ; Lin, PH; Zhou, KR; Liu, S; Zheng, LL; Qu, LH; Yang, JH (4 de enero de 2018). "RMBase v2.0: descifrando el mapa de modificaciones de ARN a partir de datos de secuenciación del epitranscriptoma" . Nucleic Acids Research . 46 (D1): D327– D334. doi : 10.1093/nar/gkx934 . PMC 5753293. PMID 29040692 .  
  48. ↑ Sun, WJ; Li, JH; Liu, S; Wu, J; Zhou, H; Qu, LH; Yang, JH (4 de enero de 2016). "RMBase: un recurso para decodificar el panorama de las modificaciones del ARN a partir de datos de secuenciación de alto rendimiento" . Nucleic Acids Research . 44 (D1): D259-65. doi : 10.1093/nar/gkv1036 . PMC 4702777. PMID 26464443 .  

Lecturas adicionales

  • Dominissini D (diciembre de 2014). "Genómica y proteómica. Hoja de ruta hacia el epitranscriptoma" . Science . 346 (6214): 1192. doi : 10.1126/science.aaa1807 . PMID 25477448 . 
  • Zumbo P, Mason CE (2014). «Métodos para el aislamiento, caracterización y secuenciación de ARN» . En Poptsova MS (ed.). Análisis del genoma: procedimientos y aplicaciones actuales . Horizon Scientific Press. pág.  31. ISBN 978-1-908230-29-4.