Cuerpos P - P-bodies

Los cuerpos P , o cuerpos de procesamiento, son focos distintos formados por separación de fases dentro del citoplasma de la célula eucariota que consta de muchas enzimas involucradas en la renovación del ARNm . Los cuerpos P son estructuras altamente conservadas y se han observado en células somáticas que se originan en vertebrados e invertebrados, plantas y levaduras. Hasta la fecha, P-cuerpos han sido demostrado que desempeñan papeles fundamentales en general descomposición de ARNm , ARNm decaimiento absurdo mediada , elemento de la adenilato-uridilato rica mediada descomposición de ARNm, y microRNA (miRNA) indujo mRNA silenciamiento . No todos los ARNm que entran en los cuerpos P se degradan, ya que se ha demostrado que algunos ARNm pueden salir de los cuerpos P y reiniciar la traducción. La purificación y secuenciación del ARNm de los cuerpos de procesamiento purificados mostró que estos ARNm se reprimen en gran medida de la traducción aguas arriba del inicio de la traducción y están protegidos de la desintegración del ARNm 5 '.

Se ha demostrado que las siguientes actividades ocurren en o están asociadas con cuerpos P:

• descascarado y degradación de ARNm no deseados
• almacenar ARNm hasta que sea necesario para la traducción
• ayudando en la represión traslacional por miRNAs (relacionado con siRNAs )

En las neuronas, los cuerpos P son movidos por proteínas motoras en respuesta a la estimulación. Es probable que esto esté relacionado con la traducción local en dendritas .

Los cuerpos P fueron descritos por primera vez en la literatura científica por Bashkirov et al. en 1997, en el que describen "pequeños gránulos ... focos discretos y prominentes" como la ubicación citoplásmica de la exoribonucleasa de ratón mXrn1p. No fue hasta 2002 que se publicó un vistazo a la naturaleza y la importancia de estos focos citoplasmáticos. En 2002, los investigadores demostraron que múltiples proteínas involucradas en la degradación del ARNm se localizan en los focos. Durante este tiempo, se utilizaron muchos nombres descriptivos para identificar los cuerpos de procesamiento, incluidos "cuerpos GW" y "cuerpos de descortezamiento"; sin embargo, "cuerpos P" fue el término elegido y ahora se usa y acepta ampliamente en la literatura científica. Recientemente se ha presentado evidencia que sugiere que los cuerpos GW y los cuerpos P pueden ser de hecho componentes celulares diferentes. La evidencia es que GW182 y Ago2, ambos asociados con el silenciamiento del gen de miARN, se encuentran exclusivamente en cuerpos multivesiculares o cuerpos GW y no están localizados en cuerpos P. También es de destacar que los cuerpos P no son equivalentes a los gránulos de estrés y contienen en gran parte proteínas que no se superponen. Las dos estructuras soportan funciones celulares superpuestas, pero generalmente ocurren bajo diferentes estímulos. Hoyle y col. sugiere que un sitio novedoso denominado cuerpos EGP, o gránulos de estrés, puede ser responsable del almacenamiento de ARNm, ya que estos sitios carecen de la enzima desencadenante.

Asociaciones con microARN

La represión mediada por microARN se produce de dos formas, ya sea por represión traslacional o estimulando la desintegración del ARNm. Los miARN reclutan el complejo RISC al ARNm al que están unidos. El vínculo con los cuerpos P viene por el hecho de que muchas, si no la mayoría, de las proteínas necesarias para el silenciamiento del gen de miARN están localizadas en cuerpos P, como revisaron Kulkarni et al. (2010). Estas proteínas incluyen, pero no se limitan a, la proteína de armazón GW182, Argonaute (Ago), enzimas de desencadenamiento y helicasas de ARN . La evidencia actual apunta a que los cuerpos P son centros de andamiaje de la función de miARN, especialmente debido a la evidencia de que una caída de GW182 interrumpe la formación de cuerpos P. Sin embargo, quedan muchas preguntas sin respuesta sobre los cuerpos P y su relación con la actividad de miARN. Específicamente, se desconoce si existe una especificidad dependiente del contexto (estado de estrés versus normal) para el mecanismo de acción del cuerpo P. Con base en la evidencia de que los cuerpos P a veces son el sitio de la descomposición del ARNm y, a veces, el ARNm puede salir de los cuerpos P y reiniciar la traducción, la pregunta sigue siendo qué controla este cambio. Otro punto ambiguo que debe abordarse es si las proteínas que se localizan en los cuerpos P están funcionando activamente en el proceso de silenciamiento del gen de miARN o si simplemente están en espera.

Composición proteica de los cuerpos de procesamiento

En 2017, se publicó un nuevo método para depurar los cuerpos de procesamiento. Hubstenberger y col. utilizó la clasificación de partículas activadas por fluorescencia (un método basado en las ideas de clasificación de células activadas por fluorescencia ) para purificar los cuerpos de procesamiento de las células epiteliales humanas. A partir de estos cuerpos de procesamiento purificados, pudieron usar espectrometría de masas y secuenciación de ARN para determinar qué proteínas y ARN se encuentran en los cuerpos de procesamiento, respectivamente. Este estudio identificó 125 proteínas que están significativamente asociadas con los cuerpos de procesamiento.

En 2018, Youn et al. tomó un enfoque de etiquetado de proximidad llamado BioID para identificar y predecir el proteoma del cuerpo de procesamiento. Diseñaron células para expresar varias proteínas de procesamiento localizadas en el cuerpo como proteínas de fusión con la enzima BirA *. Cuando las células se incuban con biotina , BirA * biotinila las proteínas cercanas, marcando así las proteínas dentro de los cuerpos de procesamiento con una etiqueta de biotina. Luego se usó estreptavidina para aislar las proteínas marcadas y espectrometría de masas para identificarlas. Usando este enfoque, Youn et al. identificaron 42 proteínas que se localizan en los cuerpos de procesamiento.

Referencias

Otras lecturas

• Kulkarni y col. proporcionan una revisión de los cuerpos P y una tabla de todas las proteínas detectadas en los cuerpos P a partir de 2010. Kulkarni, M .; Ozgur, S .; Stoecklin, G. (2010). "En camino con cuerpos P". Transacciones de la sociedad bioquímica . 38 (Parte 1): 242-251. doi : 10.1042 / BST0380242 . PMID  20074068 .
• Eulalio, Ana; Behm-Ansmant, Isabelle; Izaurralde, Elisa (enero de 2007). "Cuerpos P: en la encrucijada de las vías postranscripcionales". Nat Rev Mol Cell Biol . 8 (1): 9-22. doi : 10.1038 / nrm2080 . PMID  17183357 . S2CID  41419388 .
• Marx, J. (2005). "BIOLOGÍA MOLECULAR: P-Bodies marcan el lugar para controlar la producción de proteínas". Ciencia . 310 (5749): 764–765. doi : 10.1126 / science.310.5749.764 . PMID  16272094 . S2CID  11106208 .
• Anderson, P .; Kedersha, N. (2009). "Gránulos de ARN: moduladores postranscripcionales y epigenéticos de la expresión génica". Nature Reviews Biología celular molecular . 10 (6): 430–436. doi : 10.1038 / nrm2694 . PMID  19461665 . S2CID  26578027 .