Caperuza 5′ o cap del ARN, el primer paso de la maduración del ácido nucléico
Desde que se forma el ARN tras la transcripción del ADN hasta que llega a los ribosomas para ser traducido en proteínas el ARN sufre una serie de modificaciones que denominamos maduración. Este proceso tiene 3 puntos importantes, la adición del CAP, o caperuza 5«, la adición de una cola de poliA, es decir, muchas bases nitrogenadas de tipo adenosina y el tercer paso y tal vez más complicado la eliminación de intrones. Puedes leer más sobre este último paso en los artículos que le hemos dedicado a cada tipo de intrón y como se eliminan, aquí para los intrones de tipo I, tipo II, tipo III y tipo IV. Sin esta maduración el ARN no podrá ser traducido a proteínas por lo que es esencial para la vida compleja.
A medida que se sintetiza el ARN ya se va madurando añadiéndose el cap
La caperuza 5″ del ARN es una estructura que se encuentra en el extremo 5″ de la mayoría de los ARN mensajeros (ARNm) en células eucariotas. Esta estructura está compuesta por una molécula de guanina metilada unida a través de un enlace fosfodiéster a la posición 5″ del primer nucleótido del ARNm, seguida de una serie de nucleótidos adicionales que forman una estructura tridimensional estabilizadora. Esta base se añade después de la lectura del ADN y del inicio de la formación del ARN mensajero, durante la síntesis de la cadena nueva por parte de la ARN polimerasa. De hecho, el complejo enzimático del capping (CEC) en eucariotas está unido a la ARN polimerasa para no perderse ningún ARN nuevo.
La caperuza 5″ tiene varias funciones importantes en la regulación de la expresión génica y la protección del ARNm. En primer lugar, la caperuza 5″ es necesaria para la iniciación de la traducción del ARNm en proteínas. La caperuza 5″ actúa como una señal para el ribosoma, la maquinaria celular responsable de la síntesis de proteínas, para que comience a escanear el ARNm y encuentre el codón de inicio adecuado. Esta señal servirá para que el mensajero viaje desde el núcleo donde se sintetiza hasta el citoplasma y llegue a los ribosomas del Retículo endoplasmático rugoso (RER).
En segundo lugar, la caperuza 5″ protege el extremo 5″ del ARNm de la degradación por enzimas celulares llamadas exonucleasas. Estas enzimas son responsables de degradar los extremos libres de los ácidos nucleicos y pueden afectar la estabilidad y la vida útil del ARNm. La caperuza 5″ también puede ayudar a prevenir la unión no específica de proteínas a los extremos del ARNm, lo que podría interferir con su función normal. El ARN de los virus no tiene el CAP, por lo será degradado por las exonucleasas que sirven de protección ante ellos. Por otra parte, los virus de ARN buscarán mecanismos alternativos para “engañar” a la célula y hacerla creer que tiene el cap y otros marcadores que indican que un ARN es propio y no debe atacarse.
Finalmente y en tercer lugar, otra función importante de la caperuza 5″ es su papel en la regulación de la expresión génica. La caperuza 5″ puede ser modificada por enzimas celulares que agregan o eliminan grupos químicos, lo que puede afectar la estabilidad y la traducción del ARNm, pero sin modificar el propio ARNm. Además, la caperuza 5″ puede interactuar con proteínas celulares llamadas factores de unión a la caperuza (CBFs), que pueden influir en la localización y la eficiencia de la traducción del ARNm.