O termo ingléssplicing utilízase internacionalmente para referirse ao que tamén se denominaempalme. Trátase do empalme de fragmentos cortados dunha molécula, que se volven a unir cataliticamente, xeralmente eliminando algúns deles. O termo úsase fundamentalmente para referirse aos procesos que teñen lugar durante amaduración do ARN, pero pode falarse de splicing nos seguintes tres casos:
Osplicing de ARN ouempalme de ARN é un proceso post-transcricional de corte e empalme deARN. Normalmente consiste en cortar o ARN, eliminar osintróns do transcrito primario e posteriormente unir osexóns; aínda que hai casos nos que se eliminan tamén exóns ou se conservan intróns (splicing alternativo). É un proceso habitual en todos os tipos de ARN deeucariotas, especialmente noARNm, pero tamén se pode dar enARNr eARNt deprocariotas ebacteriófagos.
Os intróns espliceosomais atópanse en xenes eucarióticos que codifican proteínas. Nun destes intróns atopamos tres sitios requiridos para o splicing, que son: o sitio doante de empalme 3', o sitio aceptor de empalme 5', e o sitio de ramificación (preto do 3' do intrón). Ositio de empalme doextremo 5' do intrón ten unha secuencia constante GU, situada dentro dunha rexión de consenso máis grande e menosconservada. O sitio de empalme 3' ou sitio aceptor remata coa secuencia invariante AG. Desde esta zona en dirección 5' hai unha rexión rica en pirimidinas (C e U). Seguindo en dirección 5' desde esta rexión está o punto de ramificación, que inclúe unha adenina, implicada na formación do lazo (lariat).[2][3] Mutacións puntuais no ADN ou erros durante a transcrición poden activar un "sitio de empalme oculto" ou críptico en parte do transcrito que xeralmente non é cortado. Isto orixina un ARNm maduro ao que lle falta unha sección dun exón. Deste modo, unhamutación puntual, que normalmente só afectaría a un só aminoácido, pode manifestarse como unhadeleción no final da proteína.
Na natureza existen diversos métodos de splicing doARN. O mecanismo de splicing depende da estrutura do fragmento de ARN que pasará por este proceso, tendo en conta os seus tipos de intróns e o tipo de catálise requirida. Distinguiremos as seguintes vías de splicing:
Oespliceosoma ou complexo de empalme é un complexo encargado de realizar o splicing formado por cinco ribonucleoproteínas nucleares pequenas ousnRNP e varios factores proteicos. O compoñente deARN dassnRNP é o encargado de recoñecer ointrón. A maior parte das interaccións entre o ARN inmaturo e as snRNP supoñen emparellamentos de bases entre porcións de secuencias nucleotídicascomplementarias. Por exemplo, oARN nuclear pequeno U1 do espliceosoma contén unha secuencia complementaria da secuencia consenso atopada na unión exón-intrón en 5', o que lle permite unirse a esta rexión dospre-ARNm. Do mesmo xeito hai emparellamentos de bases entre as diferentes snRNP.
Identificáronse dous tipos de espliceosomas, o maior e o menor, e cada un contén diferentes tipos desnRNP.
Está formado polassnRNP U1, U2, U4, U5 e U6, está activo no núcleo e require para a súa ensamblaxe doutras proteínas como a U2AF e SF1[3][4]. Recoñece asecuencia consenso GU (guanina-uracilo) doextremo 5' dointrón así como a secuencia consenso AG doextremo 3'. O 99% dosintróns elimínanse a través deste mecanismo.
Os compoñentes do espliceosoma vanse ensamblando seguindo unha orde na que se van formando os seguintes complexos:
É similar ao maior e tamén nuclear, pero o seu uso é máis raro e está reservado para eliminar intróns con diferenzas nos sitios de corte e empalme con respecto ao normal. Tamén se diferencian nas secuencias consenso recoñecidas, que neste caso son AU e AC para os extremos 3’ e 5’, respectivamente. Ademais, agás a partículasnRNP U5, o resto son análogos funcionais denominadas U11 (análogo funcional da U1), U12 (da U2), U4atac (da U4) e U6atac (daU6)[5].
Consiste no empalme de exóns de dous transcritos primarios distintos, coa conseguinte formación dun ARN híbrido mediada polo espliceosoma. A diferenza deste, o splicing normal (ou cis-splicing) actúa sobre unha soa molécula de ARN en lugar de sobre transcritos distintos. Otrans-splicing é pouco común[6].
É un corte e empalme no que o propiointrón actúa como catalizador da súa eliminación, polo que non se require a actuación de proteínas. Cando un fragmento deARN ten actividade catalítica denomínaseribozima. Para que o mecanismo de auto-splicing sexa preciso requíresehidrólise deATP. Existen dous tipos deintróns que actúan comoribozimas, osintróns do grupo I e os dogrupo II. A semellanza no mecanismo de corte e empalme destesintróns e doespliceosoma suxiren que probablemente evolucionaron xuntos aínda que tamén se propuxo que o auto-splicing apareceu durante as primeiras fases da orixe da vida no chamadomundo de ARN.
É un mecanismo de corte e empalme pouco usual que se observa enARNt. O mecanismo involucra diferentes rutas bioquímicas como a esplceosomal e o auto-splicing.
As mutacións poden afectar aos sitios de splicing, o que pode influír sobre a síntese proteica de distintas formas:
Osplicing alternativo ou empalme alternativo permite obter a partir dun só transcrito primario deARN distintas moléculas deARN maduras. Este proceso ocorre principalmente en eucariotas aínda que tamén pode observarse en virus. Basicamente consiste en cambiar a composición de exóns dos ARN definitivos formados. Poden omitirse exóns, empalmalos de diferente maneira, ou reter algún intrón.
O splicing obsérvase en todos os dominios e reinos biolóxicos, pero a súa frecuencia e tipos varía moito duns grupos a outros. Oseucariotas utilízano para procesar moitos ARNm que codifican proteínas. Osprocariotas raramente o utilizan e fano principalmente para procesarARN non codificante. Outra importante diferenzas entre ambos os grupos é que os procariotas carecen por completo do mecanismo espliceosomal.
Como os intróns esplicoesomais non se conservan en todas as especies, hai un debate sobre o momento en que xurdiu o splicing espliceosomal. Propuxéronse dous modelos: o modelo dos intróns tardíos e o dos intróns temperáns (ver o apartado "Funcións biolóxicas e evolución" en "intrón").
| Eucariotas | Procariotas | |
|---|---|---|
| Espliceosomal | + | - |
| Auto-splicing | + | + |
| ARNt | + | + |
Nalgúns casos as proteínas tamén poden sufrir splicing.[7] Os mecanismo biomoleculares son diferentes aos do splicing do ARN, pero tamén neste caso son eliminadas partes da molécula, que na proteína non se chaman intróns senóninteínas. As partes que quedan chámanseexteínas en vez de exóns, e únense formando a proteína definitiva.Osplicing de proteínas observouse nunha ampla gama de organismos, comobacterias,arqueas,plantas,lévedos e tamén enhumanos.[8]
Consiste na unión de fragmentos de ADN. Por exemplo, na técnica do splicing de ADN por ligazón dirixida (ou SDL,DNA splicing by directed ligation) utilízase a amplificación porPCR dun determinado conxunto de segmentos de ADN,endonucleases de restrición que crean extremos cohesivos nos produtos de amplificación e a ligazón final dos segmentos para dar a secuencia desexada.[1]
