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El misterioso poder de la ARN polimerasa III: ¿Por qué es clave para el crecimiento celular?
En las células eucariotas, la ARN polimerasa III (a menudo abreviada como Pol III) es una proteína clave responsable de transcribir el ADN en una variedad de ARN pequeños, incluido el ARN ribosómico 5S y el ARN de transferencia (ARNt). Estas moléculas de ARN desempeñan un papel indispensable en el crecimiento celular y el mantenimiento de funciones fisiológicas básicas. Estos genes, transcritos por la ARN polimerasa III, se clasifican como genes "de mantenimiento", lo que significa que su expresión es esencial en todos los tipos de células y en la mayoría de las condiciones ambientales.
Por lo tanto, la regulación de la ARN polimerasa III está directamente relacionada con la calidad del crecimiento celular y la regulación del ciclo y requiere menos proteínas reguladoras que la ARN polimerasa II.
Bajo estrés o condiciones adversas, la actividad de la ARN polimerasa III se inhibe. La proteína Maf1 es un factor inhibidor importante y la rapamicina inhibe la actividad de la ARN polimerasa III actuando directamente sobre la vía TOR.
El proceso de transcripción es un mecanismo complejo que implica tres etapas principales: iniciación, elongación y terminación. En primer lugar, durante la fase de iniciación, es necesario construir un complejo de ARN polimerasa en el promotor del gen. A esto le sigue la fase de elongación, durante la cual se sintetizan las transcripciones de ARN, y finalmente la fase de terminación, durante la cual se desmonta el complejo ARN polimerasa.
Proceso de inicio
El proceso de iniciación de la ARN polimerasa III difiere en algunos aspectos del de la ARN polimerasa II. La Pol III generalmente se basa en secuencias de control internas ubicadas dentro de la región transcrita y no requiere secuencias de control ubicadas aguas arriba del gen.
Durante la iniciación de la ARN polimerasa III, los factores de transcripción primero se unen a las secuencias de control y luego reclutan TFIIIB (factor de transcripción B de la polimerasa III) para formar un complejo.
La estructura de TFIIIB se compone de tres unidades, incluida la proteína de unión a TATA (TBP), el factor asociado a TFIIB (BRF1 o BRF2) y la unidad doble B (BDP1). Esta arquitectura general es bastante similar a la estructura de la ARN polimerasa II.
Proceso de extensión
Durante la fase de elongación, TFIIIB permanece unido al ADN después del inicio de la transcripción, lo que permite que los genes transcritos por Pol III experimenten una reiniciación de la transcripción de alta frecuencia. Estudios han demostrado que en la levadura Saccharomyces cerevisiae, la velocidad promedio de extensión de la cadena es de 21 a 22 nucleótidos por segundo, y la velocidad máxima puede alcanzar los 29 nucleótidos.
Terminar el proceso
En cuanto al proceso de terminación, la ARN polimerasa III termina la transcripción en una pequeña secuencia poli-U (5-6 uracilos). En los eucariotas, aunque no es esencial, la presencia de un bucle de horquilla puede mejorar la eficiencia de terminación en humanos.
En la levadura, los estudios han demostrado que la terminación de la transcripción ocurre gradualmente en la secuencia T7GT6 y sugieren que la inserción de un nucleótido G puede restablecer la tasa de transcripción.
ARN transcrito
Los principales tipos de ARN que la ARN polimerasa III puede transcribir incluyen el ARN de transferencia, el ARN ribosómico 5S, el ARN de empalme U6, etc. Estos ARN desempeñan sus propias funciones únicas en diversos procesos fisiológicos dentro de las células.
Papel en la reparación del ADNAdemás de su función transcripcional, la ARN polimerasa III también juega un papel importante en el proceso de reparación por recombinación homóloga del ADN. Promueve la formación de híbridos temporales de ARN-ADN tras roturas de la doble cadena de ADN, un paso intermedio crítico que ayuda a proteger la cadena de ADN sobresaliente de 3' de la degradación.
Estas acciones de la ARN polimerasa III resaltan su papel fundamental en el crecimiento celular, el metabolismo y el mantenimiento de la estabilidad del genoma. Todavía existen muchos misterios sobre su funcionamiento y los científicos están trabajando duro para desentrañarlos. En el futuro, a medida que se profundice la investigación sobre la ARN polimerasa III, tal vez tengamos una comprensión más clara de su importancia en la vida celular. ¿Significa esto que la ARN polimerasa III tendrá implicaciones más profundas para la biomedicina del futuro?
