Sitio de entrada ao ribosoma interno
- Non confundir con Elemento de resposta ao ferro ou IRE (plural IREs).
Un sitio de entrada ao ribosoma interno ou sitio interno de entrada ao ribosoma, abreviado como IRES (do inglés Internal ribosome entry site), é unha secuencia de nucleótidos que permite a iniciación da tradución de proteínas no medio dunha secuencia de ARN mensaxeiro. O normal nos eucariotas é que o sitio de iniciaciòn estea situado preto do extremo 5' do ARNm durante a síntese ribosómica de proteínas, xa que cómpre que sexa recoñecida a carapucha 5' para que se ensamble o complexo de iniciación da tradución.
Historia
[editar | editar a fonte]Estas secuencias foron descubertas en 1988 no ARN de poliovirus e do virus da encefalomiocardite nos laboratorios de Nahum Sonenberg[1] e Eckard Wimmer.[2] Descríbense como rexións internas dunha molécula de ARN que facilitan que se atraian o ARNm e o ribosoma eucariótico e, por tanto, permiten que teña lugar a iniciación da tradución. Este proceso acabou por ser coñecido como iniciación interna da tradución. Hipotetizouse que os elementos IRES teñen unha estrutura secundaria (ou mesmo terciaria) especial, pero ata agora non se informou da detección de características similares a nivel de estrutura primaria ou secundaria que sexan comúns a todos os segmentos IRES.
Cancro: A rexión 5' UTR da laminina-B1 presenta un IRES entre as posicións −293 e −1 augas arriba do codón de iniciación. [Petz 2011 [1]]
Localización
[editar | editar a fonte]
É moi común que os IRES estean localizados na rexión 5' UTR dos virus de ARN, o que lles permite a tradución dos ARNs dunha maneira independente da carapucha 5'. Porén, os ARNm dos virus da familia Dicistroviridae posúen dous marcos de lectura abertos ou ORFs, e a tradución de ambos os dous está dirixida por dous IRES diferentes. Suxeriuse despois que algúns ARNm de mamíferos tamén teñen IRES. Crese que varios elementos IRES celulares están localizados en xenes que codifican ARNm implicados na supervivencia ante un estrés, e outros procesos fundamentais para a supervivencia. En 2009, informárase da existencia de 60 virus de animais e 8 virus de plantas que contiñan segmentos IRES e de 115 secuencias de ARNm que tamén os contiñan.[3]
Activación
[editar | editar a fonte]Os virus utilizan xeralmente os IRES como un medio para asegurarse que a tradución viral está activa durante os períodos de tempo nos que a tradución do hóspede está inhibida. Estes mecanismos de inhibición da tradución do hóspede son variados, e poden ser iniciados tanto polo virus coma polo hóspede, dependendo do tipo de virus de que se trate. Porén, no caso da maioría dos picornavirus, isto ten lugar por medio da clivaxe pola protease viral do factor de iniciación eIF-4G para que este non poida interaccionar con eIF-4E. A interacción entre estes dous factores de iniciación é necesaria para a formación do bucle desde a carapucha 5' do ARNm á cola poli-A 3', que é xeralmente necesario para a iniciación da tradución. O virus mesmo pode utilizar o eIF-4G para axudar á iniciación da tradución mediada por IRES.
A célula podería utilizar tamén IRES para incrementar a tradución de certas proteínas durante a mitose e a morte celular programada. Na mitose, a célula desfosforila o eIF-4E para que teña menos afinidade pola carapucha 5'. Como resultado, non se forma o bucle de preiniciación do ARNm, e a maquinaria traducional desvíase aos IRES do interior do ARNm. Moitas proteínas implicadas na mitose están codificadas por ARNm con IRES. Na morte celular programada, a clivaxe de eIF-4G, similar á realizada polos virus, fai diminuír a tradución. A falta de proteínas esenciais contribúe á morte da célula, como tamén a tradución de secuencias de ARNm con IRES que codifican proteínas implicadas no control da morte celular.[4]
Mecanismo
[editar | editar a fonte]Actualmente, o mecanismo de funcionamento dos IRES virais está mellor caracterizado que a dos IRES celulares,[5] para os cales non se propuxo aínda un mecanismo claro. Os IRES relacionados co virus da hepatite C únense directamente á subunidade ribosómica de 40S eucariótica de tal modo que os seus codóns de iniciación queden situados no sitio ribosómico P. Estes IRESs non requiren os factores de iniciación eucarióticos eIF1, 1A, 4A, 4B, e 4E. Os IRES de picornavirus non atraen directamente á subunidade de 40S, senón que que o fan a través do sitio de unión de eIF4G de alta afinidade.[6] Ademais, moitos IRES virais (e tamén os IRES celulares) requiren proteínas adicionais para mediar na súa función, denominadas factores que actúan en trans de IRES (ITAFs). O papel dos ITAFs no funcionamento dos IRES estase a investigar intensamente.
Detección
[editar | editar a fonte]Comprobar se unha determinada secuencia de ARN ten actividade de IRES baséase no uso dun construto reporteiro bicistrónico. Cando un segmento IRES se localiza entre dous marcos de lectura abertos reporteiros nunha molécula de ARNm eucariótica (un ARNm bicistrónico), pode dirixir a tradución da rexión codificante de proteínas de augas abaixo independentemente da estrutura da carapucha 5' unida ao extremo 5' da molécula de ARNm. Nesa configuración a célula pode producir ambas as proteínas. A primeira proteína reporteira localizada no primeiro cistrón é sintetizada polo modo de iniciación dependente da carapucha, pero a iniciación da tradución da segunda proteína é dirixida polo segmento IRES situado na rexión espazadora intercistrónica entre as rexións codificantes das dúas proteínas reporteiras. Porén, hai que ter varias prevencións á hora de interpretar os datos producidos usando constructos bicistrónicos reporteiros.[7] Por exemplo, hai varios casos coñecidos de detección de segmentos IRES que eran incorrectas, e que máis tarde foron identificadas como rexións que contiñan promotores. Máis recentemente, os sitios aceptores de empalme situados en varios presuntos segmentos IRES foron identificados como responsables dunha aparente función de IRES en ensaios con reporteiros bicistrónicos.[8]
Tipos
[editar | editar a fonte]Notas
[editar | editar a fonte]- ↑ Pelletier J, Sonenberg N (1988). "Internal initiation of translation of eukaryotic mRNA directed by a sequence derived from poliovirus RNA". Nature 334 (6180): 320–5. PMID 2839775. doi:10.1038/334320a0.
- ↑ Jang SK, Kräusslich HG, Nicklin MJ, Duke GM, Palmenberg AC, Wimmer E (1988). "A segment of the 5' nontranslated region of encephalomyocarditis virus RNA directs internal entry of ribosomes during in vitro translation". J. Virol. 62 (8): 2636–43. PMC 253694. PMID 2839690. Arquivado dende o orixinal o 16 de setembro de 2019. Consultado o 12 de agosto de 2013.
- ↑ Mokrejs M, Vopálenský V, Kolenaty O; et al. (2006). "IRESite: the database of experimentally verified IRES structures (www.iresite.org)". Nucleic Acids Res. 34 (Database issue): D125–30. PMC 1347444. PMID 16381829. doi:10.1093/nar/gkj081.
- ↑ Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2002). Molecular Biology of the Cell. Garland Science. pp. 447–448. ISBN 0-8153-4072-9.
- ↑ López-Lastra M, Rivas A, Barría MI (2005). "Protein synthesis in eukaryotes: the growing biological relevance of cap-independent translation initiation". Biol. Res. 38 (2–3): 121–46. PMID 16238092. Arquivado dende o orixinal o 12 de outubro de 2008. Consultado o 12 de agosto de 2013.
- ↑ 6,0 6,1 6,2 Hellen CU, Sarnow P (2001). "Internal ribosome entry sites in eukaryotic mRNA molecules". Genes Dev. 15 (13): 1593–612. PMID 11445534. doi:10.1101/gad.891101.
- ↑ Kozak M (2005). "A second look at cellular mRNA sequences said to function as internal ribosome entry sites". Nucleic Acids Res. 33 (20): 6593–602. PMC 1298923. PMID 16314320. doi:10.1093/nar/gki958.
- ↑ Baranick BT, Lemp NA, Nagashima J, Hiraoka K, Kasahara N, Logg CR (2008). "Splicing mediates the activity of four putative cellular internal ribosome entry sites". Proc. Nat. Acad. Sci. 105 (12): 4733–38. PMC 2290820. PMID 18326627. doi:10.1073/pnas.0710650105.
Véxase tamén
[editar | editar a fonte]Bibliografía
[editar | editar a fonte]- Malys N, McCarthy JEG (2010). "Translation initiation: variations in the mechanism can be anticipated". Cellular and Molecular Life Sciences 68 (6): 991–1003. PMID 21076851. doi:10.1007/s00018-010-0588-z.
