Estructura de un factor de empalme de la tirosil-tRNA sintetasa unido a un ARN intrón del grupo I

Área de la Ciencia:

• Biología evolutiva Biología evolutiva.
• Biología Estructural Biología estructural.
• Biología Molecular Biología Molecular

Sus antecedentes:

• La hipótesis del "mundo del ARN" sugiere que el ARN inicialmente realizó funciones genéticas y catalíticas.
• La biología moderna presenta ribozimas y complejos proteína-ARN (RNPzymes), lo que indica una transición del ARN a la dominación de las proteínas.
• Los intrones del grupo I, catalizadores de ARN, a menudo funcionan como enzimas RNP estabilizadas por proteínas.

Objetivo del estudio:

• Para dilucidar las bases estructurales del empalme de intrones del grupo I mediado por proteínas.
• Comprender la adaptación evolutiva de las proteínas para la catálisis del ARN.
• Para proporcionar información sobre la transición de un mundo de ARN a un mundo de RNP.

Principales métodos:

• Se determinó una estructura co-cristalina de 4.5-Å de una ribozima intron del grupo I unida a una proteína truncada activa para el empalme (CYT-18).
• Se analizaron las interacciones estructurales entre el ARN intrónico y la proteína homodimérica.
• Comparó la superficie de unión de intrones de CYT-18 con las tirosil-tRNA sintetasas bacterianas no empalmadas.

Principales resultados:

• El intrón del grupo I se une a través de ambas subunidades de la proteína homodimérica CYT-18.
• Una nueva superficie de unión de ARN en CYT-18 estabiliza el núcleo catalítico del intrón.
• Las adaptaciones en CYT-18, incluidas pequeñas inserciones, facilitan la unión y el empalme de intrones del grupo I, distinguiéndolo de los TyrRS sin empalme.

Conclusiones:

• La estructura de CYT-18 revela su mecanismo para promover el empalme de intrones del grupo I.
• Los hallazgos ilustran una adaptación evolutiva en varios pasos de las proteínas para el empalme de ARN.
• El estudio ofrece una perspectiva estructural sobre cómo las proteínas reemplazaron gradualmente las funciones de ARN durante la vida temprana.