Intrones autocatalíticos tipo I
Los intrones son secuencias de ADN que no se traducen en proteínas, pero que sin embargo si se convierten en ARN. Puedes leer más sobre ellos en el artículo que les dedicamos a ellos aquí . La mayoría de genes de eucariotas contienen un número variable de intrones, entre 1 y 50 intrones. Existen 4 tipos de intrones, los dos primeros, el tipo I y el tipo II, son aquellos que son capaces de escindirse del ARN sin necesidad de proteínas, es decir, la propia secuencia del ARN es capaz de llevar a cabo la rotura de los enlaces entre bases nitrogenadas. Es por ello que se cree que estos intrones son los de origen evolutivo más antiguo y por ello los que podrían explicar la razón de ser de este tipo de secuencias. Los intrones autocatalíticos (tipo I y II) se han encontrado en multitud de eucariotas, el primero de ellos fue un organismo unicelular libre, Tetrahymena, concretamente en sus ARN ribosómicos. El hecho de aparecer en eucariotas tan sencillos refuerza la teoría de su aparición temprana. Por el contrario los intrones tipo III y tipo IV necesitan de complejos proteicos para su escisión. puedes leer más sobre los intrones de tipo II aquí, de tipo III aquí y tipo IV aquí.
Existen algunos virus que son capaces de introducirse en el genoma hospedador y escindirse cuando son traducidos en ARN. Por lo que el estudio de los intrones tal vez ayude a descubrir cómo aparecieron estos virus, o tal vez sea al contrario, que los intrones aparecieron como degeneración de virus que se introducían en el genoma. Estos retrovirus son de especial interés puesto que el VIH se encuentra entre ellos y resultan de muy difícil eliminación del hospedador al introducirse dentro del genoma.
La catálisis de los intrones tipo I solo reuqiere una guanosina externa.
El grupo I de intrones son los típicos que se encuentran en el ARN ribosómico de eucariotas inferiores y de mitocondrias de algunos hongos. Además estos intrones se encuentran presentes en genes de expresión nuclear. Su activación depende de una base de guanosina libre en el extremo 3’ del exón que reacción con el extremo 5’ del intrón. Esta guanosina no está presente en el ADN, sino que se une al ARN para la activación del intrón. Estos intrones tienen secuencias consenso que son reconocidas unas por otras y pueden estar alejadas de forma considerable entre ellas. Mediante la formación de un loop o bucle, que circulariza para su separación del ARN que dará lugar a las proteínas. La base de guanosina ataca nucleofilicamente al extremo del exón y se une a él con un enlace fosfodiéster. Posteriormente los exones que se han acercado de esta manera se unen liberando una secuencia lineal con un nucleótido de guanosina en el extremo 5’.
La reacción de autoeliminación de los intrones se lleva a cabo a través de la conversión de unos esteres fosfatos en otros, por lo que no hay pérdida de energía, y no es necesaria la utilización de moléculas como ATP o GTP. Aunque gracias a la alta concentración e GTP, necesario para aplicar la guanina que desatará la escisión, la totalidad de los intrones se elimina en lugar de quedar en un equilibrio estérico entre ARN con y sin intrones.