¿QUÉ MISTERIOS ESCONDEN LAS FRESAS EN SU GENOMA?

¿A quién no le gustan las fresas? este híbrido  (Fragaria x ananassa) que tiene su origen en el cruce de dos especies (Fragaria chiloensis x F. virginiana) es una excelente fuente de vitamina C, antioxidantes y fibra alimentaria, que ha adquirido una gran importancia económica y social, y a la que incluso se ha dedicado un museo en Bélgica.

Foto1-Denisse_Urbina
La fresa es cuanto menos un cultivo singular. Para empezar, tiene apariencia de ser una planta herbácea, pero se trata en realidad de una leñosa. Su fruto es en verdad una infrutescencia, es decir, es un fruto compuesto por varios frutos diminutos (aquenios) que se disponen en la superficie. Presenta un sinfín de variedades y en su genoma lleva unas secuencias  que codifican unas moléculas que rompieron con dos ideas que se mantenían casi como un dogma hasta los años ochenta: primero que el ARN (ácido ribonucleico) sólo tiene un papel como intermediario entre el ADN (ácido desoxirribonucleico) y las proteínas, y segundo, que todas las enzimas son proteínas. Las  moléculas a las que me estoy refiriendo son las RIBOZIMAS.

Nuestro genoma y los de otros seres vivos presentan secuencias que se transcriben en unas moléculas de ARN con actividad catalítica. Un ejemplo de este tipo de moléculas son los propios ribosomas, que se encargan de la traducción, proceso en el que la información genética contenida en el ARN mensajero (ARNm) se descodifica en una secuencia de aminoácidos que dará lugar a una proteína. El componente principal responsable de la función de los ribosomas es el ARN ribosómico (ARNr), por lo que se considera a los ribosomas como ribozimas.

Hasta ahora se conocen 6 tipos de pequeños ribozimas, dentro de las cuales destacan las ribozimas hammerhead (o de cabeza de martillo), denominadas así porque su estructura bidimensional se asemeja a la de un martillo, aunque gracias a la cristalografía, ahora se sabe que su estructura se asemeja más bien a una letra “Y”. Estas ribozimas son secuencias de pequeño tamaño (50-150nt) de ARN, con capacidad de autocorte, y que se pliegan formando bucles y horquillas (Figura 1). Presentan un centro catalítico (cajas negras) de 15 nucleótidos altamente conservados, rodeado por tres hélices (azul) que son indispensables para la actividad catalítica y dos lazos (rojo) que interaccionan, estabilizando la estructura tridimensional de la ribozima.

Figura1-Denisse UrbinaEstas ribozimas se descubrieron en el año 1986, en viroides y satélites virales de plantas, y al poco tiempo se encontraron también como repeticiones en tándem en el genoma de organismos superiores como tritones, tremátodos y grillos, y ya en el 2010, Marcos de la Peña y colaboradores descubrieron mediante un exhaustivo análisis bioinformático que estas ribozimas estaban en realidad presentes en prácticamente todo el árbol de la vida. En el caso de plantas se han encontrado en distintas especies, entre ellas la fresa.

En el genoma de plantas como jatrofa, eucalipto o fresa se ha visto que las secuencias que codifican ribozimas hammerhead están presentes formando parte de unas unidades de 600-1000 pb a las que nuestro grupo de investigación ha denominado RETROZIMAS. Para analizar la presencia de estos retrozimas en el genoma de fresa, lo primero que se hizo fue extraer el ADN y llevar a cabo una PCR obteniendo una banda de amplificación de aproximadamente 700pb, lo cual confirmaba que efectivamente estos retrozimas estaban presentes en el genoma de esta especie. Posteriormente se analizó la actividad de estas ribozimas in vitro y se observó que efectivamente había autocorte. Por último, hemos encontrado que in vivo estos retrozimas se acumulan en las células de fresa como ARNs circulares.

Foto2-Denisse_UrbinaQueda aún una cuestión por resolver ¿qué importancia biológica tienen estos retrozimas? El hecho de que encontremos un elevado número de copias de estos retrozimas en el genoma y de que además estén como repeticiones en tándem sugiere que tendrían relación con elementos transponibles (secuencias de ADN que son capaces de saltar de una región a otra del genoma) donde las ribozimas hammerhead tendrían la función de autocortar los transcritos para producir más monómeros de estos retrozimas, que además podrían replicarse por el mecanismo del circulo rodante. Nuevos descubrimientos en el mundo del ARN irán desvelando poco a poco la importancia biológica de estas pequeñas y fascinantes secuencias que cada vez van cobrando más trascendencia en los genomas.

Post realizado por: Denisse Urbina H.

 

REFERENCIAS:

1.           de la Peña, M. & García-Robles, I. Ubiquitous presence of the hammerhead ribozyme motif along the tree of life. RNA 16, 1943–50 (2010).

2.            García-Robles, I., Sánchez-Navarro, J. & de la Peña, M. Intronic hammerhead ribozymes in mRNA biogenesis. Biol. Chem. 393, 1317–26 (2012).

 

 



3 Comentarios

  1. ¿Qué diferencia hay entre estos retrozimas (¿por qué les habéis dado género masculino cuando ‘enzimas’ y ‘ribozimas’ son femeninas?) y las ribozimas?

  2. Interesante, pero los transposones si no se me ha olvidado lo mas elemental precisan de ademas de esas secuencias repetitivas una proteina transposasa; o por ejemplo el caso de virus una integrasa para colarse en el ADN del huesped; quiero decir, que por si mismo el transposon en principio no hace nada por lo que no veo tanta relación, no se.

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Por J. M. Mulet
Publicado el ⌚ 24 julio, 2014
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