11.9 : Regulated mRNA Transport

En los eucariotas, la transcripción y la traducción están compartimentadas; un ARNm se sintetiza primero en el núcleo y luego se transporta selectivamente al citoplasma para la síntesis de proteínas. Antes del transporte, un pre-ARNm se somete a varios pasos de modificaciones postranscripcionales, incluido el empalme, el taponamiento 5' y la adición de una cola de poliadenina. Varias proteínas se unen al pre-ARNm durante estas modificaciones. El transporte de ARNm tiene lugar con la ayuda de múltiples proteínas que desempeñan funciones específicas durante diferentes etapas del transporte de ARNm. Por ejemplo, el ARNm se exporta a través de los complejos de poros nucleares con la ayuda de una proteína exportadora, que es un heterodímero del factor de exportación nuclear 1 y un transportador de exportación nuclear 1. Estas proteínas reconocen secuencias de nucleótidos específicas o estructuras de bucle de tallo formadas por el ARNm y pueden unirse a diferentes tipos de ARNm con características de unión similares.

Por lo general, el ARNm se transporta desde el núcleo solo después de que se procesa por completo. Sin embargo, algunos ARN de virus específicos, como el Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH), pueden eludir esta regla. El VIH transfiere parte de su pre-ARNm portador de intrones desde el núcleo hasta el citoplasma con la ayuda de una proteína llamada Rev. Rev está codificada por el ARN del VIH y se une a las secuencias específicas presentes dentro de los intrones de pre-ARNm, así como al receptor de exportación nuclear. Esto facilita el transporte del pre-ARNm portador de intrón al citoplasma.

Destino citoplasmático del ARNm transportado

Una vez transferido al citoplasma, el viaje posterior del ARNm dentro del citoplasma depende en gran medida de si codifica proteínas específicas de orgánulos, secretoras o de superficie celular. En el caso de las proteínas específicas de orgánulos, la proteína producida se transportará al orgánulo respectivo con la ayuda de una secuencia de péptidos señal. Por otro lado, si un ARNm en particular produce una proteína secretora, el ARNm se dirigirá al retículo endoplásmico junto con el ribosoma asociado y el péptido naciente. Esto sucederá durante las etapas iniciales de la síntesis de proteínas, y el complejo ARNm-ribosoma transferido permanecerá en el retículo endoplásmico hasta que se complete la síntesis de proteínas.

Por el contrario, algunos ARNm se transportan a lugares específicos del citoplasma antes de iniciar la producción de proteínas. Dichas señales de localización, conocidas como regiones de código postal, están presentes en las regiones no traducidas 3' del ARNm. El transporte de ARNm a la ubicación objetivo puede ser aleatorio o dirigido por filamentos del citoesqueleto. Dicha localización del ARNm no solo ayuda a las células a producir altas concentraciones de proteínas cerca de la ubicación objetivo, sino que también elimina la necesidad de que la célula utilice recursos para transportar la proteína a su destino final.