Origen y evolución de los ARN de transferencia
Los ARN son fundamentales para la vida de los organismos. Su origen evolutivo se remonta al principio de la vida. De hecho, es posible que fuera una de las primeras alternativas como material genético hereditario. Sin embargo, su alta tasa de mutación hizo que la vida se decantase por el ADN como elemento de herencia genética, relegando al ARN a un mero intermediario transitorio entre el ADN y las proteínas.
Los ARN de transferencia, abreviados como ARNt o en inglés RNAt, son un tipo de ARN que interviene en el transporte de los aminoácidos de los que se componen las proteínas desde el citoplasma hasta los ribosomas, situados en el retículo endoplasmático rugoso, para su ensamblado siguiendo el patrón de un ARN mensajero. Puedes leer más sobre el proceso de traducción aquí (próximamente). Además puedes leer más sobre el ARNt en los artículos que le dedicamos a su síntesis aquí y a su estructura, especial para reconocer el ARN mensajero y los aminoácidos, aquí.
El ARNt supone alrededor del 15% de todo el ARN celular. Existen varios ARNt (con diferentes tripletes anticodón en el asa II) que se unen a un mismo aminoácido, pero tan solo un aminoácido concreto se puede unir a cada ARNt.
En este artículo nos dedicaremos en exclusiva al origen evolutivo de los ARNt y su situación en el genoma humano y de otros organismos:
Origen: los datos genéticos parecen indicar que todos los ARNt parecen provenir de un único gen antecesor. Las sucesivas mutaciones de este gen dieron lugar a todos los ARNt conocidos. Por lo que las pequeñas modificaciones que han sufrido pueden emplearse como elementos evolutivos para establecer relaciones entre grupos taxonómicos. Los ARNt están presentes en todos los Reinos, tanto Arqueas y Bacterias como Eucariotas. Las regiones funcionales de los ARNt se han mantenido altamente conservadas entre estos grupos. Sin embargo, existen diferencias, los ARNt de Arqueas son los que sufren menos modificaciones post-transcripcionales, mientras que los eucariotas modifican sus ARNt de múltiples formas, incluyendo la eliminación de intrones.
Los ARNt están presentes en todos los grupos de seres vivos conocidos.
Cómo ha evolucionado el ARNt en el genoma: Cada ARNt está repetido en un número variable de copias en el genoma. En el ser humano se encuentran en todos los cromosomas excepto en el 22 y el cromosoma sexual Y. Siendo el 1 y el 6 los que más copias contienen. Las Arqueas son el grupo que presenta menor número de copias de ARNt. A continuación tenemos a las bacterias con un número de copias para cada ARNt intermedio. Finalmente los eucariotas son los que presentan mayor número de copias de ARNt en su genoma.
Además, se ha comprobado que e número de copias de cada ARNt también varía. Es decir, un ARNt concreto puede tener mayor número de copias que otro dentro del mismo organismo. Esto podría indicar una preferencia por ciertos aminoácidos y por unas interacciones ARNt- aminoácido.
Mitocondrias y cloroplastos: Estos orgánulos contienen sus propios ARNt, más similares a los de procariotas que a los de los eucariotas que los albergan. Estos ARNt son empleados para la síntesis de las proteínas propias de estos orgánulos. Algunos de ellos presentan diferencias en la interacción ARNt – aminoácido. Esto hace que mitocondrias y cloroplastos no sigan el Código Universal de traducción.