ARN transferente-mensaxeiro

O **ARN transferente-mensaxeiro**, abreviado como **ARNtm** (en inglés **tmRNA**), e tamén chamado **ARN 10Sa** ou, utilizando o seu nome xenético, **SsrA**, é unha molécula de ARN bacteriano que presenta propiedades tanto de ARNt coma de ARNm. O ARNtm forma un complexo ribonucleoproteico (o **RNPtm** ou, en inglés, **tmRNP**) xunto coa proteína SmpB (pequena proteína B), o factor de elongación termoinestable (EF-Tu), e a proteína ribosómica S1. Na chamada *trans*-tradución (véxase máis abaixo), o ARNtm e as súas proteínas asociadas únense aos ribosomas bacterianos que quedaron bloqueados en medio da síntese de proteínas, por exemplo cando se chega ao final dun ARN mensaxeiro que perdeu o seu codón de parada. O ARNtm é moi versátil: recicla os ribosomas que quedaron bloqueados, engade unha marca de indución á proteólise ao polipéptido inacabado, e facilita a degradación do ARNm anormal. Na maioría das bacterias estas funcións lévanas a cabo ARNtm dunha soa peza. Noutras especies bacterianas, un xene *ssrA* permutado produce un ARNtm de dúas pezas, no cal dúas cadeas separadas de ARN se uniron por apareamento de bases. 
miniatura|dereita|350px|O ARNtm combina características de ARNt e ARNm.

## Descubrimento dos ARNtm e traballos iniciais 
O ARNtm foi inicialmente denominado ARN 10Sa porque unha fracción electroforética mixta de “10S” de ARN de *Escherichia coli* foi despois resolta como ARNtm e a RNase P (o ribozima de tamaño similar 10Sb). A presenza de pseudouridina no ARN 10S mixto indicaba que o ARNtm tiña bases modificadas que se encontraban tamén no ARNt. Recoñeceuse a semellanza entre os extremos 3' do ARNtm co talo-bucle T do ARNt (brazo T) ao secuenciarse o *ssrA* de *Mycobacterium tuberculosis*. Unha posterior comparación de secuencias indicou que o todo o dominio similar ao ARNt (TLD) formaba os extremos 5' e 3' do ARNtm, incluíndo o talo aceptor con elemntos como os atopados no ARNt da alanina, que promoven a súa aminoacilación pola alanina-ARNt ligase. Tamén se encontraron diferenzas con respecto ao ARNt: o brazo anticodón non está presente nos ARNtm, e a rexión do brazo D é un bucle sen apareamentos de bases.

## Estrutura do ARNtm 
### Estrutura secundaria dos ARNtm estándar dunha peza 
[miniatura|dereita|300px|[estrutura secundaria dos ácidos nucleicos|Estrutura secundaria do ARNtm de *E. coli*. Móstranse os extremos 5' e 3' da cadea de ARN de 363 nucleótidos numerada de 10 en 10 nucleótidos. As liñas curtas indican apareamentos de Watson e Crick (G-C e A-U); os puntos son aparemanetos G-U. Son tamén evidentes os dominios similares aos do ARNt (TLD, *ARNt-like domain*), a rexión similar ao ARNm (MLR, *ARNm-like region*), e os catro pseudonós (de pk1 a pk4). O MLR codifica o péptido etiqueta entre os codóns de parada e de reinicio. As hélices do ARN (numeradas do 1 ao 12) e as súas seccións (letras) están en gris.]]

A estrutura secundaria do ARNtm completo de *E. coli* foi dilucidada por análise de secuencia comparativo e sondaxe estrutural con encimas e axentes químicos. As pares de bases de Watson-Crick e G-U identificáronse ao comparar as secuencias de ARNtm bacterianas utilizando métodos computacionais automatizados en combinación con procedementos de aliñamento de secuencias manuais. A figura mostra o patrón de pares de bases deste ARNtm prototípico, que está organizado en 12 hélices (tamén chamadas apareamentos P1 a P12), algunhas divididas en segmentos helicoidais.

Unha característica salientable de todos os ARNtm é a conservación do dominio de tipo ARNt (TLD), composto das hélices 1, 12, e 2a (análogos, rspectivamente, do talo aceptor do ARNt, do talo T e do talo variable), que conteñen os extremos 5' monofosfato e o 3' CCA para a unión da alanina. A rexión de tipo ARNm (MLR) é no ARNtm estándar un grande bucle que contén pseudonós e unha secuencia codificante (CDS) para o péptido etiqueta, marcada polo codón de reinicio e o codón de parada. O péptido etiqueta codificado (que é o ANDENYALAA en *E. coli*) varía entre as bacterias, quizais dependendo do conxunto de proteases e adaptadores dispoñibles.

Os ARNtm tipicamente conteñen catro pseudonós, un chamado pk1 situado corrente arriba do péptido etiqueta CDS, e os outros tres (de pk2 a pk4) situados corrente abaixo do CDS. As rexións pseudonó, aínda que están xeralmente conservadas, son evolutivamente plásticas. Por exemplo, nos ARNtm (dunha peza) de cianobacterias, o pk4 está substituído por dous pseudonós máis pequenos dispostos en tándem. Isto suxire que o pregamento do ARNtm fóra do TLD pode ser importante, pero a rexión pseudonó carece de residuos conservados e os pseudonós están entre as primeiras estruturas que se perden a medida que as secuencias de *ssrA* diverxen nos plastidios e liñaxes endosimbiónticas. O apareamento de bases na rexión dos tres pseudonós do ARNtm de *E. coli* é interrompida durante a *trans*-tradución.

### ARNtm de dúas pezas 
Atopáronse *ssrA* permutados circularmente en tres grandes liñaxes: i) en todas as alfaproteobacterias e as primitivas mitocondrias dos protistas Jakobidae, ii) en dous grupos separados de cianobacterias (*Gloeobacter* e un clado que contén a *Prochlorococcus* e a moitas *Synechococcus*), e iii) nalgúns membros das betaproteobacterias (*Cupriavidus* e algunhas Rhodocyclales). Todas producen a mesma forma global de dúas pezas (pezas aceptora e codificante), equivalente á forma estándar cortada corrente abaixo do marco de lectura. Ningunha retén máis de dous pseudonós en comparación co ARNtm estándar de catro ou máis.

As alfaproteobacterias teñen dúas secuencias sinatura: substitúen a secuencia típica do bucle T TΨCRANY pola secuencia GGCRGUA, e teñen a secuencia AACAGAA no bucle grande do pseudonó 3´-terminal. Nas mitocondrias perdeuse o MLR, e no protista *Jakoba libera* unha grande re-permutation do *ssrA* mitocondrial orixinou un produto dunha soa peza.

As cianobacterias son o mellor exemplo de evolución dun xene permutado a partir dun xene estándar, xa que presentan notables semellanzas na secuencia entre os dous tipos de xenes que aparecen en dúas cepas distintas de *Synechococcus*.

### Procesamento do ARNtm 
A maioría dos ARNtm transcríbense como precursores máis longos, que son procesados de forma similar ao ARNt. A clivaxe no extremo 5´ realízaa a ribonuclease P (RNase P). Dependendo da especie bacteriana, o extremo 3'-CCA é codificado ou é engadido pola ARNt nucleotidiltransferase.

Un procesamento similar nos sitios internos do ARNtm precursor permutado explica a súa separación física en dúas pezas. Os ARNtm de dúas pezas teñen dous extremos adicionais, cuxo procesamento debe tamén considerarse. Nas alfaproteobacterias, o sitio de inicio non procesado da transcrición é un extremo 5´. O extremo 3´ pode nalgúns casos ser o resultado dunha terminación independente de rho.

### Estruturas tridimensionais 
[miniatura|esquerda|Modelo de fitas da estrutura do dminio de tipo ARNt do ARNtm. O dominio consta dos extremos 3' e 5' do ARNtm. A imaxe foi creada usando o programa de imaxes moleculares [PyMOL para estudantes e os datos obtidos do ficheiro da base de datos PDB RCSB para a estrutura 1J1H]]
[miniatura|dereita|Modelo de fitas do ARNtm da proteína de unión SmpB. Creada co programa PyMOL e datos de PDB RCSB da estrutura 1CZJ(https://gl.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:SmpBcartoonstructure.png)]
As estruturas de alta resolución das moléculas de ARNtm completas non están dispoñibles actualmente e poden ser difíciles de obter debido á flexibilidade inherente do MLR. En 2007, 
obtívose a estrutura cristalina do TLD de *Thermus thermophilus* unido á proteína SmpB a unha resolución de 3 Å. Esta estrutura mostra que SmpB imita o talo D e o anticodón dun ARNt canónico, mentres que a sección helicoidal 2a do ARNtm corresponde ao brazo variable do ARNt.
Un estudo de microscopía crioelectrónica do ARNtm nunha fase inicial da *trans*-tradución mostra a relación espacial entre o ribosoma e a RNPtm (ARNtm unido á proteína EF-Tu). O TLD está localizado preto do centro asociado á GTPase na subunidade ribosómica de 50S; a hélice 5 e os pseudonós pk2 ao pk4 forman un arco arredor do pico da subunidade ribosómica de 30S.

## *Trans*-tradución 
[miniatura|dereita|450px|Fases da *trans*-tradución da **A** á **F**. Un ribosoma cos seus sitios de unión para o ARN, denominados E, P, e A, está bloqueado preto do extremo 3' dun ARNm roto. A RNPtm únese ao sitio A, o que permite que o ribosoma cambie de molde desde a mensaxe rota ao [marco de lectura aberto do ARNtm por medio do codón de reinicio (GCA en azul). A tradución regular pode así reanudarse finalmente. Ao chegarse ao codón de parada do ARNtm (UAA en vermello), libérase unha proteína híbrida cunha marca de proteólise (puntos verdes).]]

A codificación nos ARNtm descubriuse en 1995 cando Simpson e colaboradores fixeron que se sobreexpresase unha citocina de rato en *E. coli* e encontraron varios péptidos derivados de citocinas, cada un etiquetado no extremo carboxilo terminal cunha mesma extensión de 11 residuos de aminoácidos (A)ANDENYALAA. Coa excepción da alanina N-terminal, que procede do extremo 3' do propio ARNtm, esta secuencia etiqueta foi rastreada ata un curto marco de lectura aberto no ARNtm de *E. coli*. Ao recoñecer que a etiqueta peptídica é unha marca de proteólise, propúxose o modelo da *trans*-tradución para o ARNtm.

Aínda que se seguen investigando os detalles do mecanismo da *trans*-tradución, concórdase xeralmente que o ARNtm ocupa primeiro o sitio A baleiro do ribosoma bloqueado. Seguidamente, o ribosoma móvese desde o extremo 3' do ARNm truncado ao codón de reinicio do MLR, o que vai seguido dunha fase proclive ao escorregamento (*slippage*) desde a que a tradución continúa normalmente ata que se encontra o codón de parada do ARNtm en pauta. A *trans-tradución* é esencial nalgunhas especies bacterianas, pero outras bacterias requiren o ARNtm para sobrevivir cando están sometidas a unhas condicións de crecemento estresantes. Dependendo do organismo, o péptido etiqueta pode ser recoñecido por diversas proteases ou adaptadores de proteases.

Os *ssrA* non cromosómicos foron detectados nun estudo xenómico de micobacteriófagos (no 10% dos fagos). Outros elementos móbiles como os plásmidos e illas xenéticas poden ser portadores de *ssrA*. Un caso interesante é *Rhodobacter sphaeroides* cepa ATCC 17025, cuxo xene de ARNtm nativo está interrompido por unha illa xenómica; a diferenza doutras illas xenómicas nos xenes do ARNtm (ou do ARNt), esta illa ten inactivado o xene diana nativo sen restauración, pero compénsao ao portar o seu propio xene de ARNtm. Un parente do *ssrA* moi pouco usual encóntrase no micobacteriófago lítico DS6A, que codifica pouco máis que o TLD.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Bibliografía 
* Hong, S. J.; Tran, Q. A.; Keiler, K. C. (2005). "Cell cycle-regulated degradation of tmRNA is controlled by RNase R and SmpB". Molecular Microbiology 57 (2): 565–575. doi:10.1111/j.1365-2958.2005.04709.x. PMC 3776457. PMID 15978085.

### Ligazóns externas 
* tmRDB: Bases de datos de secuencias de ARNtm
* páxina web sobre o ARNtm
* Entrada de Rfam para o ARNtm