Grupo II empalme de intrones in vivo por hidrólisis en el primer paso

Área de la Ciencia:

• Biología Molecular Biología Molecular
• Genética La genética.
• Biología evolutiva Biología evolutiva.

Sus antecedentes:

• El grupo I, el grupo II y los intrones espliceosomales son elementos genéticos que se someten a empalme a través de dos reacciones secuenciales de transesterificación.
• El mecanismo de empalme canónico implica un intermedio ramificado formado por un enlace de 2'-5' fosfodiéster.
• Los intrones del grupo II poseen una vía alternativa in vitro que involucra la hidrólisis en lugar de la transesterificación.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la ocurrencia y la importancia de la vía de empalme basada en la hidrólisis para los intrones del grupo II in vivo.
• Para determinar si esta vía alternativa funciona en el contexto de la expresión génica mitocondrial en la levadura.

Principales métodos:

• Se utilizaron cepas de levadura con mutaciones específicas en el sitio de la rama en los intrones del grupo II mitocondrial.
• Productos de ARN analizados para identificar productos intermedios de empalme y productos finales en condiciones en las que la ramificación está deteriorada.
• Comparó los resultados de empalme in vivo con los comportamientos in vitro conocidos de los intrones del grupo II.

Principales resultados:

• Se ha demostrado que la reacción de hidrólisis del primer paso del intrón del grupo II ocurre in vivo dentro de las mitocondrias de la levadura.
• Se observó que las mutaciones en el sitio de la rama, que impiden la ramificación, sorprendentemente permiten un empalme preciso a través de la vía de la hidrólisis.
• Se confirmó que la vía de hidrólisis puede sustituir a la reacción de transesterificación bajo condiciones genéticas específicas.

Conclusiones:

• La aparición in vivo de la vía de hidrólisis intrónica del grupo II desafía la universalidad del mecanismo de ramificación para el empalme.
• Esta ruta alternativa de empalme en las mitocondrias de levadura proporciona un modelo para comprender la evolución del empalme de ARN.
• Los hallazgos sugieren que el empalme basado en la hidrólisis puede representar un mecanismo ancestral que es anterior o coevolucionó con el empalme dependiente de la transesterificación.