Describen cómo se llevan a cabo las decisiones de unión del ARN

Científicos de la Universidad Brown en Estados Unido, han detectado y estudiado por primera vez cientos de pequeños bucles transitorios de material genético, por aportando nuevos conocimientos sobre cómo se transcribe el ADN, y convierte estas transcripciones en instrucciones necesarias para fabricar proteínas.

Los autores que publican sus hallazgos en la revista Structural & Molecular Biology,  habían encontrado hasta ahora menos de 100 lariats, o fragmentos genéticos, escudriñando selecciones muy pequeñas de intrones, secciones de código genético que no codifican proteínas directamente, pero contienen importantes señales que dirigen la forma en que las regiones codificadoras de proteínas se ensamblan.

En el nuevo estudio, los biólogos de Brown han encontrado más de 800 'lariats' en un conjunto de miles de millones de lecturas de ARN, derivadas de tejidos humanos. Se utilizaron métodos genómicos modernos para la detección de estos raros productos intermedios de empalme, explica el biólogo William Fairbrother, quien añade que esta investigación nos dice mucho acerca de este paso de transformación genética, conocido como empalme de ARN.

Las enzimas cortan los intrones para ensamblar los exones que instruyen a los ribosomas de las células, para que produzcan proteínas. El cuerpo selecciona, a menudo, las formas y lugares en los que realizar los cortes. Según Allison Taggart, coautora del estudio, hasta ahora faltaban datos ocultos en los lariats, que se desmoronan poco después del corte, pero predicen las elecciones de empalme que realiza el organismo.

La información clave descubierta en el estudio, afirma Taggart, es la ubicación de los llamados puntos de ramificación ('branch point') en los lariats. Físicamente, el punto de ramificación es donde se forma un bucle durante el primer paso del empalme, pero su posición y proximidad a otros sitios de empalme, según observaron los investigadores, pueden predecir dónde se producirá el empalme.

Después de estudiar los sitios de estos puntos de ramificación, y su relación con los sitios de unión, los investigadores crearon un modelo algorítmico que puede predecir los lugares de empalme en un 95,6 por ciento. El valor del modelo no está en la identificación de los sitios de empalme, que son ya bien conocidos, sino en los nuevos datos obtenidos sobre los lariats.

'Hemos conseguido identificar el conjunto de reglas que definen la relación entre los puntos de ramificación y los sitios de empalme elegidos, lo cual da pistas acerca de cómo toma decisiones la maquinaria de empalme', señala Taggart.

Además, el equipo también estudió la conexión entre los puntos de ramificación  y las enfermedades: buscaron en la Base de Datos sobre Mutaciones Genéticas Humanas (Human Gene Mutation Database) mutaciones patógenas en los intrones, y compararon sus recién descubiertos puntos de ramificación con dichas mutaciones.

Los científicos observaron que estas mutaciones se forman en puntos de ramificación, y provocan enfermedades, presumiblemente, al interferir con la formación de los 'lariats'.