Sitio de entrada ao ribosoma interno

Non confundir con Elemento de resposta ao ferro ou IRE (plural IREs).
Un sitio de entrada ao ribosoma interno ou sitio interno de entrada ao ribosoma, abreviado como IRES (do inglés Internal ribosome entry site), é unha secuencia de nucleótidos que permite a iniciación da tradución de proteínas no medio dunha secuencia de ARN mensaxeiro. O normal nos eucariotas é que o sitio de iniciaciòn estea situado preto do extremo 5' do ARNm durante a síntese ribosómica de proteínas, xa que cómpre que sexa recoñecida a carapucha 5' para que se ensamble o complexo de iniciación da tradución.

 Historia 

Estas secuencias foron descubertas en 1988 no ARN de poliovirus e do virus da encefalomiocardite nos laboratorios de Nahum Sonenberg e Eckard Wimmer. Descríbense como rexións internas dunha molécula de ARN que facilitan que se atraian o ARNm e o ribosoma eucariótico e, por tanto, permiten que teña lugar a iniciación da tradución. Este proceso acabou por ser coñecido como iniciación interna da tradución. Hipotetizouse que os elementos IRES teñen unha estrutura secundaria (ou mesmo terciaria) especial, pero ata agora non se informou da detección de características similares a nivel de estrutura primaria ou secundaria que sexan comúns a todos os segmentos IRES.

Cancro: A rexión 5' UTR da laminina-B1 presenta un IRES entre as posicións −293 e −1 augas arriba do codón de iniciación. [Petz 2011 ]

 Localización 
miniatura|dereita|300px|Xenoma do Poliovirus, que contén un IRES.
É moi común que os IRES estean localizados na rexión 5' UTR dos virus de ARN, o que lles permite a tradución dos ARNs dunha maneira independente da carapucha 5'. Porén, os ARNm dos virus da familia Dicistroviridae posúen dous marcos de lectura abertos ou ORFs, e a tradución de ambos os dous está dirixida por dous IRES diferentes. Suxeriuse despois que algúns ARNm de mamíferos tamén teñen IRES. Crese que varios elementos IRES celulares están localizados en xenes que codifican ARNm implicados na supervivencia ante un estrés, e outros procesos fundamentais para a supervivencia. En 2009, informárase da existencia de 60 virus de animais e 8 virus de plantas que contiñan segmentos IRES e de 115 secuencias de ARNm que tamén os contiñan.

 Activación 

Os virus utilizan xeralmente os IRES como un medio para asegurarse que a tradución viral está activa durante os períodos de tempo nos que a tradución do hóspede está inhibida. Estes mecanismos de inhibición da tradución do hóspede son variados, e poden ser iniciados tanto polo virus coma polo hóspede, dependendo do tipo de virus de que se trate. Porén, no caso da maioría dos picornavirus, isto ten lugar por medio da clivaxe pola protease viral do factor de iniciación eIF-4G para que este non poida interaccionar con eIF-4E. A interacción entre estes dous factores de iniciación é necesaria para a formación do bucle desde a carapucha 5' do ARNm á cola poli-A 3', que é xeralmente necesario para a iniciación da tradución. O virus mesmo pode utilizar o eIF-4G para axudar á iniciación da tradución mediada por IRES.

A célula podería utilizar tamén IRES para incrementar a tradución de certas proteínas durante a mitose e a morte celular programada. Na mitose, a célula desfosforila o eIF-4E para que teña menos afinidade pola carapucha 5'. Como resultado, non se forma o bucle de preiniciación do ARNm, e a maquinaria traducional desvíase aos IRES do interior do ARNm. Moitas proteínas implicadas na mitose están codificadas por ARNm con IRES. Na morte celular programada, a clivaxe de eIF-4G, similar á realizada polos virus, fai diminuír a tradución. A falta de proteínas esenciais contribúe á morte da célula, como tamén a tradución de secuencias de ARNm con IRES que codifican proteínas implicadas no control da morte celular.

 Mecanismo 

Actualmente, o mecanismo de funcionamento dos IRES virais está mellor caracterizado que a dos IRES celulares, para os cales non se propuxo aínda un mecanismo claro. Os IRES relacionados co virus da hepatite C únense directamente á subunidade ribosómica de 40S eucariótica de tal modo que os seus codóns de iniciación queden situados no sitio ribosómico P. Estes IRESs non requiren os factores de iniciación eucarióticos eIF1, 1A, 4A, 4B, e 4E. Os IRES de picornavirus non atraen directamente á subunidade de 40S, senón que que o fan a través do sitio de unión de eIF4G de alta afinidade. Ademais, moitos IRES virais (e tamén os IRES celulares) requiren proteínas adicionais para mediar na súa función, denominadas factores que actúan en trans de IRES (ITAFs). O papel dos ITAFs no funcionamento dos IRES estase a investigar intensamente.

 Detección 

Comprobar se unha determinada secuencia de ARN ten actividade de IRES baséase no uso dun construto reporteiro bicistrónico. Cando un segmento IRES se localiza entre dous marcos de lectura abertos reporteiros nunha molécula de ARNm eucariótica (un ARNm bicistrónico), pode dirixir a tradución da rexión codificante de proteínas de augas abaixo independentemente da estrutura da carapucha 5' unida ao extremo 5' da molécula de ARNm. Nesa configuración a célula pode producir ambas as proteínas. A primeira proteína reporteira localizada no primeiro cistrón é sintetizada polo modo de iniciación dependente da carapucha, pero a iniciación da tradución da segunda proteína é dirixida polo segmento IRES situado na rexión espazadora intercistrónica entre as rexións codificantes das dúas proteínas reporteiras. Porén, hai que ter varias prevencións á hora de interpretar os datos producidos usando constructos bicistrónicos reporteiros. Por exemplo, hai varios casos coñecidos de detección de segmentos IRES que eran incorrectas, e que máis tarde foron identificadas como rexións que contiñan promotores. Máis recentemente, os sitios aceptores de empalme situados en varios presuntos segmentos IRES foron identificados como responsables dunha aparente función de IRES en ensaios con reporteiros bicistrónicos.

 Tipos 
+    IRES en xenomas virais Virus IRES  Poliovirus  IRES de PicornavirusRinovirus  IRES de PicornavirusVirus da encefalomiocardite  IRES de PicornavirusVirus da glosopeda  IRES de AphthovirusVirus da hepatite A  IRES da hepatite AVirus da hepatite C  IRES da hepatite CVirus da peste porcina clásica IRES de PestivirusVirus da diarrea viral bovina  IRES de PestivirusVirus Friend da leucemia murina  Virus da leucemia murina Moloney (MMLV) Virus do sarcoma de Rous Virus da inmunodeficiencia humana Virus do intestino de Plautia stali  IRES de CripavirusVirus de Rhopalosiphum padi  IRES de CripavirusVirus da parálise do grilo  IRES de CripavirusVirus de Triatoma  IRES de CripavirusHerpesvirus asociado ao sarcoma de Kaposi  IRES de herpesvirus asociado ao sarcoma de KaposiVirus da enfermidade de Marek (MDV) IRES 5'leader e IRES intercistrónico da familia de 1.8-kb dos transcritos temperáns inmediatos 1

+  IRES en ARNm celularesTipo de proteína Proteínas Factor de crecemento  Factor de crecemento do fibroblasto (FGF-1 IRES e FGF-2 IRES), Factor de crecemento derivado das plaquetas B (PDGF/c-sis IRES), Factor de crecemento endotelial vascular (VEGF IRES), Factor 2 de crecemento de tipo insulina (IGF-II IRES) Factores de transcrición   Antennapedia, Ultrabithorax, MYT-2, factor NRF represor de NF-κB, AML1/RUNX1, proteína homeodominio Gtx Factores de tradución Factor de iniciación eucariótico 4G (elF4G)a, Factor de iniciación eucariótico 4Gl (elF4Gl)a, Proteína asociada á morte 5 (DAP5) Oncoxenes  c-myc, L-myc, Pim-1, Proteína quinase p58PITSLRE, p53 Transportadores/receptores  Transportador de aminoácidos catiónico Cat-1, forma nuclear da proteína Notch 2, canal de potasio regulado por voltaxeActivadores da apoptose  Factor activador da protease apoptótica (Apaf-1)Inhibidores da apoptose  Inhibidor ligado ao X da apoptose (XIAP), HIAP2, Bcl-xL, Bcl-2Proteínas localizadas nas dendritas neuronais  Proteína citoesquelética regulada por actividade (ARC), subunidade α da quinase dependente de calcio/calmodulina II dendrina, Proteína asociada aos microtúbulos 2 (MAP2), neurogranina (RC3), proteína precursora amiloideOutras  Proteína de unión á cadea pesada das inmunoglobulinas, Proteína de choque térmico 70 (Hsp70), subunidade β da H+-ATP sintase mitocondrial, Ornitina descarboxilase, Conexina-32, Conexina-43, HIF-1α, APC

 Notas 

 Véxase tamén 
 Bibliografía 

 Ligazóns externas 
 IRESite

Categoría:Bioloxía celular
Categoría:Ácidos nucleicos