Cómo el ARNm obtiene su forma final – ScienceDaily

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Las proteínas deben interactuar de manera compleja para crear el llamado «ARN mensajero» (ARNm) en las células humanas a partir de una molécula precursora. MRNA proporciona un modelo para proteínas; Las primeras vacunas contra el coronavirus también se basan en ARNm. Un equipo de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) y el Instituto Max Planck (MPI) de Bioquímica en Martinsried ha descubierto exactamente cómo funciona un paso final esencial en la producción de ARNm. El estudio fue publicado en Genes y desarrollo.

Las proteínas son responsables de todos los procesos esenciales en el cuerpo. En cierto sentido, los genes del genoma humano actúan como instrucciones de construcción para ellos. Sin embargo, se requiere un paso intermedio antes de que se puedan crear nuevas proteínas: «Primero se debe transcribir el ADN: se produce una cadena precursora de ARN que es una copia exacta del ADN. A partir de esto, se requieren varios pasos para crear el Este proceso es esencial para que la célula construya nuevas proteínas”, dice el profesor bioquímico Elmar Wahle de MLU, quien lideró el equipo con la profesora Elena Conti, experta en biología estructural del MPI de Bioquímica.

No hay lugar para el error en este complicado proceso: incluso los cambios más pequeños en la estructura de una proteína pueden afectar su función y provocar el desarrollo de enfermedades. «El MRNA no solo determina la estructura de una proteína, sino también la cantidad que se produce. Por lo tanto, es importante que su estructura también se controle con precisión», agrega Wahle. Los científicos ya conocen las proteínas involucradas en la lectura y transcripción del ADN en ARN precursor. Sin embargo, un paso secundario importante en el proceso de creación de ARNm maduro solo se ha entendido vagamente hasta ahora. Primero, las cadenas precursoras de ARNm se escinden en un punto específico para crear productos uniformes. Por lo tanto, una cadena molecular larga, la llamada cola poli (A), se une a un extremo del cable. Esto asegura que el ARNm no se degrade directamente de nuevo en las células y también es importante para la síntesis de proteínas.

Los investigadores de Halle y Martinsried unieron fuerzas para estudiar más de cerca estos pasos finales en la producción de ARNm. Para hacer esto, el equipo de MLU primero recreó el proceso en un tubo de ensayo. Los científicos tuvieron que elegir las proteínas adecuadas de un grupo de 80 posibles candidatos. Esos tenían que mezclarse con el ARN precursor en una proporción correcta antes de que pudieran tener lugar ambas reacciones. Los investigadores del MPI investigaron el proceso con más detalle utilizando microscopía crioelectrónica. «Básicamente reproducimos las condiciones en una célula normal, aunque el proceso natural es probablemente aún más complejo», dice Wahle. Dieciséis proteínas están involucradas en la creación de las moléculas finales. «El proceso es universal y afecta a cada célula y cada molécula de ARNm del cuerpo», dice Felix Sandmeir de MPI of Biochemistry.

Como nota al margen, el proceso que se usa para producir las vacunas de Pfizer/Biontech y Moderna es mucho más simple: «El ARNm se crea de acuerdo con el mismo principio, pero a diferencia de la célula humana, se usan enzimas muy simples y la conversión complicada de un precursor en células maduras El ARNm se puede evitar”, concluye Wahle.

El estudio fue financiado en parte por la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Fundación Alemana de Investigación).

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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