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

E58 - 220decenasARNsn

(pequeño nuclear)

P , E90 - 330decenasARNsc

(peq citoplasmático)

EvariablemilesARNhn

(heterogéneo nuc.)

P , EvariablemilesARNm

E19001ARNr (18S)

P , E120 1 - 2ARNr (5S)

P , E75 -9080 - 100ARNt

DistribuciónTamaño 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 seanestructurales 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

• 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