Estructura de un espliceosoma remodelado para la exonligación

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• Biología estructural
• Procesamiento de ARN

Sus antecedentes:

• El espliceosoma es una gran máquina molecular responsable de la eliminación de intrones del ARN pre-mensajero (ARNm).
• El empalme ocurre a través de dos reacciones de transesterificación secuenciales catalizadas por el ARN nuclear pequeño U6 (ARN sn) dentro del espliceosoma.
• Las estructuras anteriores capturaron el espliceosoma en el complejo C, mostrando cómo los factores de ramificación posicionan el pre-ARNm para el primer paso catalítico.

Objetivo del estudio:

• Para dilucidar las reorganizaciones estructurales del espliceosoma después del primer paso catalítico (branqueo) y antes del segundo paso catalítico (ligadura de exones).
• Comprender el papel de proteínas y elementos de ARN específicos en la facilitación de la transición entre estas dos fases clave de empalme.

Principales métodos:

• Se utilizó la criomicroscopia electrónica (Cryo-EM) para determinar la estructura del espliceosoma de Saccharomyces cerevisiae.
• La estructura se resolvió a una resolución de 3,8 Å, capturando el espliceosoma en un estado complejo C*, estancado después de la remodelación dependiente de ATP por Prp16.
• Se realizó un análisis comparativo con estructuras complejas de C existentes para identificar cambios conformacionales.

Principales resultados:

• El núcleo catalítico de U6 snRNA permanece asociado con Prp8, pero la hélice de la rama sufre una rotación significativa de 75 ° en comparación con el complejo C.
• Esta rotación, estabilizada por Prp17, Cef1 y un dominio reorientado de Prp8 RNase H, reposiciona la adenosina de la rama lejos del núcleo catalítico.
• La hélice de rama reposicionada crea espacio para el exón 3' y reestructura la interacción del sitio de empalme 5' con el U6 snRNA, mientras que Slu7 y Prp18 se unen a Prp8 para la ligadura del exón.

Conclusiones:

• La estructura cryo-EM del complejo C* revela una conformación espliceosómica distinta crucial para la transición de la ramificación del pre-ARNm a la exonligación.
• La remodelación mediada por proteínas, particularmente la rotación de la hélice de la rama, es esencial para preparar el espliceosoma para el segundo paso catalítico.
• Los hallazgos, junto con la estructura del complejo C, ilustran los cambios conformacionales dinámicos del espliceosoma durante su ciclo catalítico.