Silenciador de empalme exónico - Exonic splicing silencer
Un silenciador de empalme exónico (ESS) es una región corta (generalmente de 4 a 18 nucleótidos) de un exón y es un elemento regulador en cis . Se ha demostrado que un conjunto de 103 hexanucleótidos conocido como FAS-hex3 es abundante en las regiones ESS. Los ESS inhiben o silencian el empalme del pre-ARNm y contribuyen al empalme constitutivo y alternativo . Para provocar el efecto de silenciamiento, las ESS reclutan proteínas que afectarán negativamente a la maquinaria de corte y empalme del núcleo.
Mecanismo de acción
Los silenciadores de empalme exónico funcionan inhibiendo el empalme de hebras de pre-ARNm o promoviendo la omisión de exón. Las moléculas de pre-ARNm monocatenario deben tener sus regiones intrónicas y exónicas empalmadas para poder ser traducidas. Los ESS silencian los sitios de empalme adyacentes al interferir con los componentes del complejo de empalme del núcleo, como los snRNP , U1 y U2 . Esto hace que las proteínas que influyen negativamente en el empalme se incorporen a la maquinaria de empalme.
Los ESS tienen cuatro roles generales:
- inhibir la inclusión del exón
- inhibir la retención de intrones
- regular el uso alternativo del sitio de empalme de 5 '
- regular el uso alternativo del sitio de empalme de 3 '
Papel en las enfermedades genéticas
Distrofia miotónica
La distrofia miotónica (DM) es causada más notablemente por heredar una expansión inestable del triplete CTG en el gen DMPK . En genotipos sanos existen dos isoformas de una transcripción de ARNm del receptor de insulina. La isoforma IR-A carece del exón 11 y se expresa de forma ubicua en las células. La isoforma IR-B contiene el exón 11 y se expresa en células del hígado, músculos, riñón y adipocitos. En las personas con DM, el IR-A se regula al alza en grandes cantidades en el músculo esquelético, lo que conduce al fenotipo de la enfermedad.
La secuencia de nucleótidos de ESS existe dentro del intrón 10 y se cree que depende de la repetición del triplete CUG para silenciar el empalme del exón 11. El silenciamiento del empalme del exón 11 conduce a un aumento de la transcripción de la isoforma IR-A.
Fibrosis quística
Las mutaciones en el gen CFTR son responsables de causar fibrosis quística . Se produce una mutación particular en el pre-ARNm de CFTR y conduce a la exclusión del exón 9, el ARNm que carece de este exón pliega una proteína truncada (una proteína acortada por una mutación).
La exclusión del exón 9 está mediada por un locus polimórfico con repeticiones de TG variables y tramos de nucleótidos T; esto se abrevia como (TG) mT (n). Este locus es un silenciador de empalme exónico y está ubicado aguas arriba del sitio de empalme del exón 9 (sitio 3c). El silenciamiento está relacionado con el alto número de repeticiones de TG y la disminución de tramos de repeticiones T (tractos T). Se muestra que una combinación de ambos factores aumenta los niveles de omisión de exón.
La proteína TDP-43 es responsable de silenciar físicamente el sitio de empalme del exón una vez que es reclutado por el silenciador de empalme exónico (TG) mT (n). TDP-43 es una proteína de unión al ADN y un represor, se une a la repetición TG para provocar la omisión del exón 9. El papel de los tratados en T no se comprende bien.
Atrofia muscular en la columna
La atrofia muscular espinal es causada por la pérdida homocigótica del gen SMN1 . Los seres humanos tienen dos isoformas del gen SMN (neurona motora de supervivencia), SMN1 y SMN2 . El gen SMN1 produce una transcripción completa, mientras que SMN2 produce una transcripción sin exón 7 que da como resultado una proteína truncada.
La ESS que contribuye al fenotipo de la enfermedad es la secuencia de nucleótidos UAGACA. Esta secuencia surge cuando se produce una mutación C-a-T en la posición +6 en el exón 7 del gen SMN2. Esta mutación del punto de transición conduce a la exclusión del exón 7 de la transcripción de ARNm, también es la única diferencia entre el gen SMN2 y SMN1.
Se cree que UAGACA ESS funciona interrumpiendo un potenciador de empalme exónico y atrayendo proteínas que inhiben el empalme mediante la unión de secuencias en el exón 7.
Ataxia telangiecstasia
Las mutaciones en el gen ATM son responsables de la ataxia telangiecstasia. Estas mutaciones son generalmente sustituciones , deleciones o microinserciones de un solo par de bases . Una deleción de 4 nucleótidos dentro del intrón 20 del gen ATM interrumpe un silenciador de corte y empalme exónico y provoca la inclusión de un exón críptico de 65 nucleótidos en el transcrito maduro. La inclusión del exón críptico da como resultado el truncamiento de proteínas y patrones de corte y empalme atípicos.