La secuencia anti-Shine-Dalgarno impulsa la pausa traslacional y la elección del codón en las bacterias

Área de la Ciencia:

• Biología Molecular Biología Molecular
• La genómica es la genómica.
• Microbiología Microbiología.

Sus antecedentes:

• La pausa del ribosoma durante la síntesis de proteínas tiene un impacto en los procesos de co-traducción como el plegamiento y la orientación de las proteínas.
• La redundancia del código genético permite velocidades de traducción variables, pero los mecanismos de pausa in vivo siguen siendo poco conocidos.
• La secuencia de ARN mensajero influye significativamente en la pausa del ribosoma, afectando la velocidad de síntesis de proteínas.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el panorama de todo el genoma y los mecanismos de la pausa traslacional en las bacterias.
• Para identificar los determinantes específicos de la secuencia de la pausa del ribosoma in vivo.
• Comprender el impacto de la pausa en la evolución del genoma bacteriano y la síntesis de proteínas.

Principales métodos:

• Se empleó el perfilado de ribosomas en todo el genoma (secuenciación profunda de fragmentos de ARNm protegidos por ribosomas).
• Se midieron perfiles de densidad de ribosomas de alta resolución en la mayoría de las transcripciones bacterianas.
• Se utilizó un sistema de ribosomas ortogonales con una secuencia anti-Shine-Dalgarno alterada para sondear los mecanismos de pausa.

Principales resultados:

• Contrariamente a las expectativas, los codones decodificados por ARN de transferencia raros no causaron una pausa traslacional significativa en condiciones ricas en nutrientes.
• Se identificaron secuencias similares a Shine-Dalgarno (SD) dentro de las regiones de codificación como una de las principales causas de la pausa generalizada del ribosoma.
• La evidencia sugiere que la pausa es el resultado de la hibridación entre el ARNm y el ARN ribosomal 16S de los ribosomas traductores.

Conclusiones:

• Las secuencias internas similares a SD, no el uso raro de tRNA, son determinantes clave de las tasas de traducción bacteriana.
• Los genomas bacterianos exhiben un uso sesgado del codón para evitar los sitios internos de SD, lo que indica su papel como fuerza motriz en la evolución de la secuencia de codificación.
• Este hallazgo proporciona una nueva perspectiva sobre la regulación de la síntesis de proteínas y sus implicaciones evolutivas en las bacterias.