Predicción de la Estructura Secundaria del ARN Rosana Matuk Alejandra Massacane

Características del ARN ARN: polímero compuesto por una combinación de cuatro nucleótidos adenina (A) citosina (C) guanina (G) uracilo (U)

Tipos de ARN ARNm: contiene los nucleótidos que codifican la secuencia de aminoácidos para la formación de las distintas proteínas. ARNt: actúa como un “intérprete”, una parte de la molécula lee la secuencia nucleotídica codificada en el ARNm y la otra parte, transfiere el aminoácido apropiado a la cadena polipeptídica en formación durante la síntesis de proteínas. ARNr: son moléculas asociadas con proteínas que forman una intrincada maquinaria de síntesis llamada ribosoma.

Tipos de ARN E 58 - 220 decenas ARNsn (pequeño nuclear) P , E 90 - 330 ARNsc (peq citoplasmático) variable miles ARNhn (heterogéneo nuc.) ARNm 1900 1 ARNr (18S) 120 1 - 2 ARNr (5S) 75 -90 80 - 100 ARNt Distribución Tamaño apróx. en nucleótidos # apróx.de clases diferentes en las cél. Tipo de ARN

Características del ARN Las uniones G-C y A-U forman pares de bases complementarias unidas por puentes de hidrógeno (canónicas de Watson-Crick) + estables G-C (3 puentes H) A-U (2 puentes H) - estables G-U (1 puente H)

Análisis de la secuencia del ARN El análisis de las secuencias de ARN difieren del análisis de las secuencias de ADN. Las estructuras del ARN se pliegan y se aparean para formar estructuras secundarias. En el ARN lo más importante no es necesariamente la secuencia, sino la conservación de la estructura.

Estructura secundaria del ARN Rnasa P de E. coli

Estructura del ARNt

Introducción al análisis de secuencias de ARN Los ARNs tienen varios usos, ya sean estructurales o funcionales: Traducción: ADN Proteína Splicing  spliceosoma Localización celular  de la señal involucrada en la traslocación de proteínas a través de la membrana plasmática celular. Catálisis celular actividad de enzimática de la peptidil transferasa en ribosomas ARNr

Estructura Secundaria del ARN La estructura secundaria del ARN está compuesta principalmente por regiones de ARN de doble cadena originadas por plegamiento de la molécula lineal sobre si misma. Al combinarse regiones de simple y doble cadena, la energía acumulada en las bases apareadas incrementa la estabilidad energética de la molécula mientras que las bases libres la desestabilizan. La estructura secundaria del ARN es la intermediaria entre la molécula lineal y la estructura tridimensional.

Stem Loops (Hairpins) al menos 4 bases libres para evitar el impedimento estérico con las bases que forman el tallo.

Bulge Loops (Encorvado) Ocurre cuando las bases de un lado de la estructura no pueden aparearse.

Interior Loops ocurren cuando a ambos lados de la estructura, quedan bases libres.

Junctions (Multiloops) dos o más regiones de doble cadena convergen para formar una estructura cerrada.

Interacciones Terciarias También pueden existir interacciones terciarias. Se localizan usando análisis de covarianza.

Kissing Hairpins Bases desapareadas de dos hairpin loops separados entre sí por pares de bases.

Pseudoknots

Interacciones Hairpin-Bulge

Representación Circular Los pares de bases de una estructura secundaria se representan por un círculo. A cada par de bases asociadas en la estructura, se las relaciona mediante un arco. Sí cualquier arco se corta, implica la presencia de un pseudoknot.

Representación Circular http://www.finchcms.edu/cms/biochem/Walters/rna_folding.html

Representación Circular

Consideraciones en la Predicción de la Estructura Secundaria La estructura más probable es aquella similar a la estructura energéticamente más estable. La energía asociada a cualquier posición en la estructura sólo es influenciada por secuencias y estructuras locales. La estructura se forma por plegamiento de la cadena sobre si misma de manera que no se formen nudos.    

Programas de prediccion de estructura secundaria de RNA Programa VIENNA: http://www.tbi.univie.ac.at/~ivo/RNA/ Interface Web al programa VIENNA: http://rna.tbi.univie.ac.at/cgi-bin/RNAfold.cgi Programa Zuker: http://www.bioinfo.rpi.edu/~zukerm/rna/ RNA World Website: http://www.imb-jena.de/RNA.html Predictor de la Universidad de Moscu: http://www.genebee.msu.su/services/rna2_reduced.html

Otros Programas (Visualización de la estructura secundaria del ARN) ARN Movies http://bibiserv.techfak.uni-bielefeld.de/rnamovies/ (Visualización de la estructura secundaria del ARN) ARN LOGOS http://www.cbs.dtu.dk/~gorodkin/appl/slogo.html