Retrotransposón

Al igual que los retrotransposones LTR, los retrotransposones no LTR contienen genes para la transcriptasa inversa, la proteína de unión al ARN, la nucleasa y a veces el dominio de la ribonucleasa H, pero carecen de las repeticiones terminales largas. Las proteínas de unión al ARN unen el intermediario de la transcripción inversa y las nucleasas son enzimas que rompen los enlaces fosfodiéster entre los nucleótidos de los ácidos nucleicos. En lugar de los LTR, los retrotransposones no LTR tienen repeticiones cortas que pueden tener un orden invertido de bases una al lado de la otra, aparte de las repeticiones directas que se encuentran en los retrotransposones LTR, que es sólo una secuencia de bases que se repite.

Aunque son retrotransposones, no pueden llevar a cabo la transcripción inversa utilizando un intermediario de transposición de ARN de la misma manera que los retrotransposones LTR. Esos dos componentes clave del retrotransposón siguen siendo necesarios, pero la forma en que se incorporan a las reacciones químicas es diferente. Esto se debe a que, a diferencia de los retrotransposones LTR, los retrotransposones no LTR no contienen secuencias que se unan al ARNt.

Se dividen principalmente en dos tipos: LINEs y SINEs. Los elementos SVA son la excepción entre los dos, ya que comparten similitudes tanto con los LINEs como con los SINEs, conteniendo elementos Alu y diferentes números de la misma repetición. Los SVAs son más cortos que los LINEs pero más largos que los SINEs.

Aunque históricamente se han considerado como «ADN basura», las investigaciones sugieren que en algunos casos, tanto los LINEs como los SINEs fueron incorporados a nuevos genes para formar nuevas funciones.

LINEsEdit

Cuando se transcribe una LÍNEA, la transcripción contiene un promotor de la ARN polimerasa II que asegura que la LÍNEA pueda copiarse en cualquier lugar en el que se inserte. La ARN polimerasa II es la enzima que transcribe los genes en transcritos de ARNm. Los extremos de los transcritos LINE son ricos en múltiples adeninas, las bases que se añaden al final de la transcripción para que los transcritos LINE no se degraden. Este transcrito es el intermedio de transposición de ARN.

El intermedio de transposición de ARN se mueve desde el núcleo al citoplasma para su traducción. Esto da lugar a las dos regiones codificantes de una LÍNEA que a su vez se une de nuevo al ARN del que se transcribe. A continuación, el ARN de LINE vuelve al núcleo para insertarse en el genoma eucariótico.

LINE se inserta en regiones del genoma eucariótico que son ricas en bases AT. En las regiones AT, LINE utiliza su nucleasa para cortar una hebra del ADN de doble cadena eucariota. La secuencia rica en adenina del transcrito LINE se empareja con la hebra cortada para marcar el lugar en el que se insertará la LINE con grupos hidroxilo. La transcriptasa inversa reconoce estos grupos hidroxilos para sintetizar el retrotransposón LINE donde se corta el ADN. Al igual que los retrotransposones LTR, esta nueva LÍNEA insertada contiene información del genoma eucariótico, por lo que puede copiarse y pegarse en otras regiones genómicas con facilidad. Las secuencias de información son más largas y variables que las de los retrotransposones LTR.

La mayoría de las copias de LINE tienen una longitud variable al principio porque la transcripción inversa suele detenerse antes de que se complete la síntesis de ADN. En algunos casos, esto hace que se pierda el promotor de la ARN polimerasa II, por lo que las LINEs no pueden transponerse más.

Estructura genética de las LINE1 y SINEs murinas. Abajo: estructura propuesta de los complejos ARN-proteína (RNP) de L1. Las proteínas ORF1 forman trímeros, mostrando una actividad de unión al ARN y de chaperona del ácido nucleico.

L1 humanoEditar

Los retrotransposones LINE-1 (L1) constituyen una parte importante del genoma humano, con un número estimado de 500.000 copias por genoma. Los genes que codifican para LINE1 humano suelen tener su transcripción inhibida por la unión de grupos metilo a su ADN llevada a cabo por las proteínas PIWI y las enzimas ADN metiltransferasas. La retrotransposición de L1 puede alterar la naturaleza de los genes transcritos al pegarse dentro o cerca de los genes, lo que a su vez podría dar lugar a enfermedades humanas. Los LINE1 sólo pueden retrotransponerse en algunos casos para formar diferentes estructuras cromosómicas que contribuyan a las diferencias genéticas entre individuos. Se calcula que hay entre 80 y 100 L1 activos en el genoma de referencia del Proyecto Genoma Humano, y un número aún menor de L1 dentro de esos L1 activos se retrotransponen con frecuencia. Las inserciones de L1 se han asociado con la tumorigénesis mediante la activación de genes oncogenes y supresores de tumores relacionados con el cáncer.

Cada LINE1 humana contiene dos regiones a partir de las cuales se pueden codificar productos génicos. La primera región codificante contiene una proteína cremallera de leucina que participa en las interacciones proteína-proteína y una proteína que se une a la terminación de los ácidos nucleicos. La segunda región codificante tiene una nucleasa de purina/pirimidina, una transcriptasa inversa y una proteína rica en aminoácidos cisteínas e histidinas. El extremo del LINE1 humano, al igual que otros retrotransposones es rico en adenina.

SINEsEdit

Los SINEs son mucho más cortos (300bp) que los LINEs. Comparten similitudes con los genes transcritos por la ARN polimerasa II, la enzima que transcribe los genes en transcritos de ARNm, y la secuencia de iniciación de la ARN polimerasa III, la enzima que transcribe los genes en ARN ribosómico, ARNt y otras pequeñas moléculas de ARN. Los SINEs, como los elementos MIR de los mamíferos, tienen el gen del ARNt al principio y son ricos en adenina al final, como en los LINEs.

Los SINEs no codifican una proteína transcriptasa inversa funcional y dependen de otros transposones móviles, especialmente los LINEs. Las SINEs explotan los componentes de transposición de las LINEs a pesar de que las proteínas de unión a las LINEs prefieren unirse al ARN de las LINEs. Los SINEs no pueden transponerse por sí mismos porque no pueden codificar transcritos SINE. Suelen estar formados por partes derivadas de ARNt y LINEs. La parte de ARNt contiene un promotor de ARN polimerasa III, que es el mismo tipo de enzima que la ARN polimerasa II. Esto asegura que las copias de LINE se transcriban en ARN para su posterior transposición. El componente LINE permanece para que las proteínas de unión a LINE puedan reconocer la parte LINE de la SINE.

Elementos AluEditar

Los alus son los SINE más comunes en los primates. Tienen una longitud de aproximadamente 350 pares de bases, no codifican proteínas y pueden ser reconocidos por la enzima de restricción AluI (de ahí su nombre). Su distribución puede ser importante en algunas enfermedades genéticas y cánceres. Para copiar y pegar el ARN Alu es necesario que el extremo rico en adenina del Alu y el resto de la secuencia estén unidos a una señal. El Alu unido a la señal puede entonces asociarse a los ribosomas. El ARN LINE se asocia a los mismos ribosomas que el Alu. La unión al mismo ribosoma permite que los Alus de SINEs interactúen con LINE. Esta traducción simultánea del elemento Alu y de LINE permite copiar y pegar SINEs.