Ácido ribonucleico ribosómico

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Estructura 3D de la subunidad 50S de Haloarcula marismortui. Las proteínas se muestran en azul, el rRNA 23S en naranja y el 5S rRNA en amarillo.[1]

El ácido ribonucleico ribosómico o ribosomal (rRNA por sus siglas en inglés) es un RNA que forma parte de los ribosomas y es esencial para la síntesis proteica en todos los seres vivos. Los rRNAs forman el armazón de los ribosomas y se asocian a proteínas específicas para formar las pre-subunidades ribosomales. Es el material más predominante en el ribosoma, que en peso consiste de aproximadamente 60% de rRNA y 40% de proteína. Los ribosomas contienen dos principales tipos de rRNAs que forman dos subunidades: la subunidad mayor (LSU por sus siglas en inglés, que es una ribozima que cataliza la formación de enlaces peptídicos) y la subunidad menor (SSU). El rRNA es el tipo de ARN más abundante en las células y está formado por una sola cadena de nucleótidos, aunque presenta regiones de doble hélice intracatenaria. Las secuencias de rRNA son ampliamente utilizadas para deducir relaciones evolutivas entre organismos puesto que se encuentran en todas las formas de vida.

Procariontes vs eucariontes[editar]

Tanto los ribosomas procariontes como los eucariontes consisten de dos subunidades, pero cada una de éstas está formada por distintos tipos de rRNA. Tradicionalmente, los rRNAs se denominan según su coeficiente de sedimentación, medido en unidades Svedberg (S). La siguiente tabla muestra los tipos de rRNAs en dos especies modelo: Escherichia coli (procarionte) y Homo sapiens (eucarionte):

Procariontes Eucariontes
Tamaño del ribosoma 70S 80S
Subunidad Mayor Menor Mayor Menor
Tamaño de la subunidad 50S 30S 60S 40S
rRNA 5S 23S 16S 5S 5.8S 28S 18S
Longitud del rRNA 120 nt 2906 nt 1542 nt 121 nt[2] 156 nt[3] 5070 nt[4] 1869 nt[5]

Procariontes[editar]

En procariontes, la subunidad mayor (50S) está compuesta de rRNA 5S y rRNA 23S, mientras que la subunidad menor (30S) está compuesta únicamente por rRNA 16S. El extremo 3' del rRNA 16S es el que se une al la secuencia Shine-Dalgarno en el extremo 5' del mRNA. En bacterias, estos genes (rRNA 5S, rRNA 23S y rRNA 16S) típicamente se encuentran organizados en un operon que se co-transcribe y del que puede haber una o más copias. Las arqueas contienen un operón de rDNA o bien múltiples copias.

Eucariontes[editar]

En eucariontes, la subunidad mayor (80S) está compuesta de rRNA 5S, rRNA 5.8S y rRNA 28S, mientras que la subunidad menor consiste de rRNA 18S. Las plantas tienen rRNA 25S a diferencia del rRNA 28S en los mamíferos.

Los eucariontes generalmente tienen muchas copias de los genes de rRNA organizadas en repeticiones en tandem. En los humanos, hay entre 300–400 repeticiones en 5 grupos (en los cromosomas 13, 14, 15, 21 y 22.) Debido a su estructura especial y su patrón de transcripción, los grupos de genes de rRNA se suelen denominar "ADN ribosomal (rDNA)" (nótese que el término no se refiere a que los ribosomas contengan ADN) .

La estructura terciaria de la subunidad menor (SSU rRNA) ha sido resuelta por cristalografía de rayos-X[6] . La estructura secundaria de la subunidad menor contiene cuatro dominios distintos: el 5', el central, 3' mayor y 3' menor.

Importancia del rRNA[editar]

Las características del ARN ribosomal son importantes en evolución, taxonomía y medicina.

  • El rRNA es uno de los únicos materiales genéticos presentes en todas las células[7] . Por esta razón, los genes que codifican para rRNA (rDNA) son secuenciados para identificar el grupo taxonómico al que pertenece un organismo, inferir relaciones entre grupos y estimar tasas de divergencia. Por esta razón, existen bases de datos especializadas que almacenan esta información, tales como RDP-II[8] y SILVA[9] .
  • Muchos antibióticos actúan afectando el rRNA: cloranfenicol, eritromicina, paromomicina, ricina, espectinomicina y estreptomicina.
  • Se ha demostrado que algunos rRNAs son el origen de algunos microRNAs, como miR-663 en humanos y miR-712 en ratón. Estos miRNAs surgen de espaciadores internos de rRNA que son transcritos.

Referencias[editar]

  1. Ban, N.; Nissen, P.; Hansen, J.; Moore, P. B.; Steitz, T. A. (2000-08-11). «The complete atomic structure of the large ribosomal subunit at 2.4 A resolution». Science (New York, N.Y.) 289 (5481): 905-920. ISSN 0036-8075. PMID 10937989. Consultado el 2016-11-18. 
  2. «Homo sapiens 5S ribosomal RNA». 
  3. «Homo sapiens 5.8S ribosomal RNA». 
  4. «Homo sapiens 28S ribosomal RNA». 
  5. «Homo sapiens 18S ribosomal RNA». 
  6. Yusupov, Marat M.; Yusupova, Gulnara Zh; Baucom, Albion; Lieberman, Kate; Earnest, Thomas N.; Cate, J. H. D.; Noller, Harry F. (2001-05-04). «Crystal Structure of the Ribosome at 5.5 Å Resolution». Science (en inglés) 292 (5518): 883-896. doi:10.1126/science.1060089. ISSN 0036-8075. PMID 11283358. Consultado el 2016-11-18. 
  7. Smit, S.; Widmann, J.; Knight, R. (2007-01-01). «Evolutionary rates vary among rRNA structural elements». Nucleic Acids Research 35 (10): 3339-3354. doi:10.1093/nar/gkm101. ISSN 1362-4962. PMC 1904297. PMID 17468501. Consultado el 2016-11-18. 
  8. Cole, J. R.; Chai, B.; Marsh, T. L.; Farris, R. J.; Wang, Q.; Kulam, S. A.; Chandra, S.; McGarrell, D. M. et al. (2003-01-01). «The Ribosomal Database Project (RDP-II): previewing a new autoaligner that allows regular updates and the new prokaryotic taxonomy». Nucleic Acids Research 31 (1): 442-443. ISSN 1362-4962. PMC 165486. PMID 12520046. Consultado el 2016-11-18. 
  9. Pruesse, Elmar; Quast, Christian; Knittel, Katrin; Fuchs, Bernhard M.; Ludwig, Wolfgang; Peplies, Jörg; Glöckner, Frank Oliver (2007-01-01). «SILVA: a comprehensive online resource for quality checked and aligned ribosomal RNA sequence data compatible with ARB». Nucleic Acids Research 35 (21): 7188-7196. doi:10.1093/nar/gkm864. ISSN 1362-4962. PMC 2175337. PMID 17947321. Consultado el 2016-11-18. 

Véase también[editar]