Diferenzas entre revisións de «Carapucha 5'»

m
Bot: Cambio o modelo: Cite journal; cambios estética
m (Bot: Cambio o modelo: Cite journal; cambios estética)
[[Ficheiro:5'_cap_structure.png|miniatura|dereita|350px|Estrutura da carapucha 5′.]]
 
En [[bioloxía molecular]], a '''carapucha 5′''' <ref>Bruce Alberts et al. Biología Molecular de la Célula. Omega. 1986. Páxina 440. ISBN 84-282-0752-6. Como comparación, esta obra é un exemplo das que o denominan (en castelán) "caperuza" (carapucha). ''Cap'' en inglés pode significar carapucha, caparucha, caparuza, gorro, tapa, tapón, remate, entre outras cousas.</ref> ou '''carapucha 5 prima''' (moitas veces utilízase a denominación inglesa '''5' cap''' ou 5'-cap) é un [[nucleótido]] especialmente alterado situado no [[extremo 5']] do [[pre-ARNm|ARN mensaxeiro precursor]] e algúns outros transcritos primarios atopados en [[eucarionte|eucariotas]]. Tamén se pode denominar '''carapucha 7-metilguanosina''' ou carapucha m7G, carapucha G ARN m<sup>7</sup> ou caparuza 5'. O proceso de formación da carapucha 5' é vital para crear [[procesamento do ARN|ARNm maduro]], que pode experimentar despois a súa [[tradución de proteínas|tradución]] a [[proteína]]s. A formación da carapucha asegura a estabilidade do [[ARNm]] durante a tradución, e é un proceso moi regulado que ocorre no [[núcleo celular]] exclusivamente, polo que os ARNm de [[mitocondria]]s e [[cloroplasto]]s non teñen carapucha 5'.<ref name=temperley2010>{{citeCita journalpublicación periódica|last1=Temperley|first1=Richard J.|last2=Wydro|first2=Mateusz|last3=Lightowlers|first3=Robert N.|last4=Chrzanowska-Lightowlers|first4=Zofia M.|title=Human mitochondrial mRNAs—like members of all families, similar but different|journal=Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics|date=June 2010|volume=1797|issue=6-7|pages=1081–1085|doi=10.1016/j.bbabio.2010.02.036|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0005272810000915|accessdate=12 December 2014}}</ref><ref name=monde2000>{{citeCita journalpublicación periódica|last1=Monde|first1=Rita A|last2=Schuster|first2=Gadi|last3=Stern|first3=David B|title=Processing and degradation of chloroplast mRNA|journal=Biochimie|date=7 June 2000|volume=82|issue=6-7|pages=573–582|doi=10.1016/S0300-9084(00)00606-4|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0300908400006064|accessdate=12 December 2014}}</ref>
 
== Estrutura da carapucha 5′ ==
[[Ficheiro:7-Methylguanosine.svg|miniatura|Molécula de 7-metilguanosina con carga positiva no N.]]
A carapucha 5′ encóntrase no [[extremo 5']] dunha moécula de ARNm e consiste nunha molécula dun nucleótido con [[guanina]] unido ao ARNm por medio dun inusual enlace 5′-5′ trifosfato. Esta [[guanosina]] é [[metilo|metilada]] ''[[in vivo]]'' no nitróxeno en posición 7 directamente despois da formación da carapucha por unha [[Transferase|metil transferase]], o que crea unha carga positiva en dito nitróxeno. Por iso tamén se denomina carapucha [[7-metilguanosina]] ou 7-metilguanilato, abreviada m<sup>7</sup>G.
As moléculas de ARNm poden perder a súa carapucha 5' nun proceso chamado "descarapuchado" do ARNm ou ''decapping''.
 
Os [[ARN nuclear pequeno|ARNs nucleares pequenos]] conteñen carapuchas 5' peculiares. Os ARN nucleares pequenos da clase Sm presentan carapuchas con 5'-trimetilguanosina, mentres que os da clase Lsm teñen carapuchas con 5'-monometilfosfato.<ref name=matera2007>{{citeCita journalpublicación periódica|last1=Matera|first1=A. Gregory|last2=Terns|first2=Rebecca M.|last3=Terns|first3=Michael P.|title=Non-coding RNAs: lessons from the small nuclear and small nucleolar RNAs|journal=Nature Reviews Molecular Cell Biology|date=March 2007|volume=8|issue=3|pages=209–220|doi=10.1038/nrm2124|url=http://www.nature.com/nrm/journal/v8/n3/full/nrm2124.html|accessdate=12 December 2014}}</ref>
 
== Formación da carapucha ==
O punto de comezo para a formación da carapucha ('''''capping''''') é o extremo 5' inalterado dunha molécula de ARNm. Este presenta un nucleótido final unido a tres grupos fosfato polo carbono 5'.
 
# Un dos grupos fosfato terminais é eliminado por unha fosfatase terminal do ARN, o que deixa só dous fosfatos.
# Unha [[guanilil transferase]] utiliza como [[substrato encimático|substrato]] un [[GTP]] para engadir un [[GMP]] aos devanditos dous fosfatos terminais. No proceso pérdense dous grupos fosfato procedentes do GTP, polo que o que se engade realmente é [[GMP]]. Como o GMP se uniu polo seu único fosfato aos dous grupos fosfato que xa estaban no extremo, fórmase un enlace 5′–5′ trifosfato.
# O nitróxeno en posición 7 da [[base nitroxenada]] [[guanina]] do GMP é [[metilación|metilado]] seguidamente por unha metil transferase.
# Poden producirse metilacións tamén nos nucleótidos adxacentes á carapucha, normalmente no segundo e terceiro nucleótidos. Se a segunda base desde o extremo é unha 2'-O-ribosa metil-adenosina, pode ser adicionalmente metilada na posición N6, formando N<sup>6</sup>-metiladenosina.<ref name=shatkin>Shatkin, A (December 1976). "Capping of eucaryotic mRNAs". Cell 9 (4): 645–653. doi:10.1016/0092-8674(76)90128-8. Retrieved 23 November 2014. [http://www.cell.com/cell/abstract/0092-8674(76)90128-8]</ref> A terceira base desde o extremo é moitas veces metilada tamén (o 10-15% das veces).
 
== Encimas implicados ==
O [[complexo encimático para a adición da carapucha]] (''Capping Enzyme Complex'', CEC) necesario para a formación da carapucha está unido á [[ARN polimerase II]] antes de que empece a [[transcrición xenética|transcrición]]. Axiña que o extremo 5' do novo transcrito emerxe durante a transcrición, os encimas transfírense a el e empezan a formar a carapucha (este é un mecanismo similar ao que se produce na [[poliadenilación]]).<ref>{{citeCita journalpublicación periódica|last1=Cho|first1=E.-J.|last2=Takagi|first2=T.|last3=Moore|first3=C. R.|last4=Buratowski|first4=S.|title=mRNA capping enzyme is recruited to the transcription complex by phosphorylation of the RNA polymerase II carboxy-terminal domain|journal=Genes & Development|date=15 December 1997|volume=11|issue=24|pages=3319–3326|doi=10.1101/gad.11.24.3319|url=http://genesdev.cshlp.org/content/11/24/3319.short|accessdate=23 November 2014}}</ref><ref name=fabrega>{{citeCita journalpublicación periódica|last1=Fabrega|first1=Carme|last2=Shen|first2=Vincent|last3=Shuman|first3=Stewart|last4=Lima|first4=Christopher D.|title=Structure of an mRNA Capping Enzyme Bound to the Phosphorylated Carboxy-Terminal Domain of RNA Polymerase II|journal=Molecular Cell|date=June 2003|volume=11|issue=6|pages=1549–1561|doi=10.1016/S1097-2765(03)00187-4|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1097276503001874|accessdate=23 November 2014}}</ref><ref>{{citeCita journalpublicación periódica|last1=Ho|first1=C.|title=An essential surface motif (WAQKW) of yeast RNA triphosphatase mediates formation of the mRNA capping enzyme complex with RNA guanylyltransferase|journal=Nucleic Acids Research|date=15 December 1999|volume=27|issue=24|pages=4671–4678|doi=10.1093/nar/27.24.4671|url=http://nar.oxfordjournals.org/content/27/24/4671.short|accessdate=23 November 2014}}</ref><ref name=hirose>{{citeCita journalpublicación periódica|last1=Hirose|first1=Yutaka|last2=Manley|first2=James L|title=RNA polymerase II and the integration of nuclear events|journal=Genes & Dev|date=2000|volume=14|pages=1415–1429|doi=10.1101/gad.14.12.1415|url=http://genesdev.cshlp.org/content/14/12/1415.full|accessdate=23 November 2014}}</ref>
 
Os [[encima]]s para a formación da carapucha soamente poden unirse á [[ARN polimerase II]] asegurando así a especificidade para só eses transcritos, que son case exclusivamente [[ARNm]].
<ref name=fabrega /><ref name=hirose />
 
== Función da carapucha 5′ ==
A carapucha 5′ ten 4 funcións principais:
# Regulación da exportación nuclear dos ARNm.<ref>{{citeCita journalpublicación periódica|last1=Visa|first1=N.|last2=Izaurralde|first2=E.|last3=Ferreira|first3=J.|last4=Daneholt|first4=B.|last5=Mattaj|first5=I. W.|title=A nuclear cap-binding complex binds Balbiani ring pre-mRNA cotranscriptionally and accompanies the ribonucleoprotein particle during nuclear export|journal=The Journal of Cell Biology|date=1 April 1996|volume=133|issue=1|pages=5–14|doi=10.1083/jcb.133.1.5|url=http://jcb.rupress.org/content/133/1/5.abstract|accessdate=23 November 2014}}</ref><ref>{{citeCita journalpublicación periódica|last1=Lewis|first1=Joe D.|last2=Izaurralde|first2=Elisa|title=The Role of the Cap Structure in RNA Processing and Nuclear Export|journal=European Journal of Biochemistry|date=15 July 1997|volume=247|issue=2|pages=461–469|doi=10.1111/j.1432-1033.1997.00461.x|url=http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1432-1033.1997.00461.x/abstract|accessdate=23 November 2014}}</ref>
# Prevención da degradación por [[exonuclease]]s do ARNm.<ref>{{citeCita journalpublicación periódica|last1=Evdokimova|first1=Valentina|last2=Ruzanov|first2=Peter|last3=Imataka|first3=Hiroaki|last4=Raught|first4=Brian|last5=Svitkin|first5=Yuri|last6=Ovchinnikov|first6=Lev P.|last7=Sonenberg|first7=Nahum|title=The major mRNA-associated protein YB-1 is a potent 5' cap-dependent mRNA stabilizer|journal=The EMBO Journal|date=1 October 2001|volume=20|issue=19|pages=5491–5502|doi=10.1093/emboj/20.19.5491|url=http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1093/emboj/20.19.5491/full|accessdate=23 November 2014}}</ref><ref>{{citeCita journalpublicación periódica|last1=Gao|first1=Min|last2=Fritz|first2=David T.|last3=Ford|first3=Lance P.|last4=Wilusz|first4=Jeffrey|title=Interaction between a Poly(A)-Specific Ribonuclease and the 5′ Cap Influences mRNA Deadenylation Rates In Vitro|journal=Molecular Cell|date=March 2000|volume=5|issue=3|pages=479–488|doi=10.1016/S1097-2765(00)80442-6|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1097276500804426|accessdate=23 November 2014}}</ref><ref>{{citeCita journalpublicación periódica|last1=Burkard|first1=K. T. D.|last2=Butler|first2=J. S.|title=A Nuclear 3'-5' Exonuclease Involved in mRNA Degradation Interacts with Poly(A) Polymerase and the hnRNA Protein Npl3p|journal=Molecular and Cellular Biology|date=15 January 2000|volume=20|issue=2|pages=604–616|doi=10.1128/MCB.20.2.604-616.2000|url=http://mcb.asm.org/content/20/2/604.short|accessdate=23 November 2014}}</ref>
# Promoción da tradución doa ARNm.)<ref name=shatkin /><ref name=banerjee>Banerjee, A K (June 1980). "5'-terminal cap structure in eucaryotic messenger ribonucleic acids". Microbiol Rev 44 (2): 175–205.</ref><ref name=sonenberg>Sonenberg, Nahum; Gingras, Anne-Claude (April 1998). "The mRNA 5′ cap-binding protein eIF4E and control of cell growth". Current Opinion in Cell Biology 10 (2): 268–275. doi:10.1016/S0955-0674(98)80150-6. [http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955067498801506]</ref>
# Promoción da excisión do [[intrón]] máis próximo ao extremo 5′.<ref name=konarska1984>{{citeCita publicación journalperiódica|last1=Konarska|first1=Maria M.|last2=Padgett|first2=Richard A.|last3=Sharp|first3=Phillip A.|title=Recognition of cap structure in splicing in vitro of mRNA precursors|journal=Cell|date=October 1984|volume=38|issue=3|pages=731–736|doi=10.1016/0092-8674(84)90268-X|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/009286748490268X|accessdate=12 December 2014}}</ref><ref>{{cita web |url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/6567484 |title=Recognition of cap structure in splicing in vitro of mRNA precursors |deadurl=no |acceso=11 December 2012}}</ref>
 
A exportación nuclear do ARN está regulada polo [[complexo de unión á carapucha]] (''cap binbing complex'', CBC), que se une exclusivamente aos ARN con carapucha. O CBC é recoñecido despois polo complexo dos [[poro nuclear|poros nucleares]] e exportado. Unha vez no [[citoplasma]] despois da primeira rolda de tradución do ARNm, o CBC é substituído polos [[factor de transcrición|factores de transcrición]] [[eIF-4E]] e [[eIF-4G]]. Este complexo é despois recoñecido pola outra maquinaria de iniciación da tradución incluído o [[ribosoma]].<ref name=Kapp2004>{{cita publicación | last1 = Kapp | first1 = L.D. | last2 = Lorsch | first2 = J.R. | year = 2004 | title = The Molecular Mechanics of Eukaryotic Translation | journal = Annual Review of Biochemistry | volume = 73 | issue = 1 | pages = 657–704 | doi = 10.1146/annurev.biochem.73.030403.080419 | url = http://www.ebc.ee/loengud/valgu_biosyntees_2007/Supplement_Eukaryotic_translation.pdf | pmid = 15189156}}</ref>
 
A carapucha 5' impide a degradación do ARN de dúas maneiras. En primeiro lugar, como se mencionou antes, impídese a degradación do ARNm polas exonucleases 5′ porque funcionalmente o extremo 5' con carapucha semella un extremo 3'. En segundo lugar, o CBC e o factor eIF-4E/eIF-4G bloquean o acceso á carapucha dos encimas que eliminan a carapucha (''decapping''). Isto incrementa a [[semivida (medicina)|vida media]] do ARNm, esencial nos eucariotas, xa que o proceso de exportación leva bastante tempo.
 
A eliminación da carapucha dun ARNm está catalizada por un complexo formado por polo menos Dcp1 e Dcp2, o cal debe competir con eIF-4E para unirse á carapucha. Así, a carapucha 5' é un marcador dos ARNm en activa tradución e as células utilízano para regular as vidas medias dos ARNm en resposta a novos estímulos. Os ARNm non desexables envíanse aos [[corpo P|corpos P]] para o seu almacenamento temporal ou para a eliminación da carapucha, proceso do que non se coñecen os detalles.<ref name=Parker2007>{{cita publicación | last1 = Parker | first1 = R. | last2 = Sheth | first2 = U. | year = 2007 | title = P Bodies and the Control of mRNA Translation and Degradation | journal = Molecular Cell | volume = 25 | issue = 5 | pages = 635–646 | doi = 10.1016/j.molcel.2007.02.011 | url = http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1097276507001116 | format = w | pmid = 17349952}}</ref>
O mecanismo da promoción da excisión do [[intrón]] proximal do extremo 5' non se comprende ben, pero a carapucha 5′ parece formar un un bucle arredor do [[espliceosoma]] e interacciónar con el durante o proceso de [[splicing]], o que promovería a excisión do intrón.
 
== Notas ==
{{Listaref}}
 
== Véxase tamén ==
=== Outros artigos ===
* [[Poliadenilación]]
 
===Ligazóns externas===
*{{cite web |title=RNA Caps |work=PubMed Medical Subject Heading (MeSH) |publisher=National Institutes of Health |url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68012315}}
 
=== Ligazóns externas ===
* {{cite web |title=RNA Caps |work=PubMed Medical Subject Heading (MeSH) |publisher=National Institutes of Health |url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/mesh/68012315}}
 
[[Categoría:Ácidos nucleicos]]
387.713

edicións