La edición de ARN (RNA editing en inglés) es un proceso molecular fascinante que ocurre en las células de diversos organismos, incluidos los seres humanos. Este proceso juega un papel crucial en la generación de diversidad proteica y en la regulación de la expresión génica. A través de la edición de ARN, se pueden realizar cambios químicos específicos en las secuencias de ARN celulares después de haber sido transcritas por la ARN polimerasa, lo que lleva a la producción de proteínas diferentes de las codificadas por el ADN correspondiente.

La transcripción

El ARN es una molécula de ácido nucleico similar al ADN, pero con algunas diferencias importantes. A diferencia del ADN de doble cadena, el ARN generalmente se presenta en forma de cadena simple y se transcribe a partir del ADN en el núcleo celular. El ARN puede tener diferentes funciones, pero una de las más conocidas es la de actuar como intermediario entre el ADN y las proteínas. En este proceso, el ARN mensajero (ARNm) se sintetiza a partir de un gen específico mediante la enzima ARN polimerasa II desde el extremo 5’ al 3’ y porta la información genética desde el núcleo hasta los ribosomas, donde se traduce en una secuencia de aminoácidos para formar la proteína.

Maduración del ARN

  No hay que confundir la edición del ARN con la maduración del ARN, ya que la edición es una parte de la maduración. Durante la maduración se pueden dar varios procesos:

– splicing (cortar y empalmar) proceso mediante el cual se quitan las secuencias no codificantes llamadas intrones y sólo se mantienen las secuencias de exones que si codifican, a veces tenemos splicing alternativos.

– añadir caperuza 5’, consiste en poner en el extremo 5’ de la cadena un nucleótido u otra modificación para prevenir la degradación por exonucleasas, facilitar la traducción y ayudar al ARNm a salir del núcleo.

– añadir cola de poliadenina, consiste en añadir una cola de ARN que sólo lleva adeninas en el extremo 3’, también hay poliadenilación alternativa. La función es ayudar al ARNm a salir del núcleo y estabilizar la molécula de ácido nucléico.

– modificaciones del ARN, en este punto hay que mencionar modificaciones post-transcripcionales como las catalizadas por las pseudoridin sintasas para convertir uracilo codificado al ribonucleósido pseudouridina, fundamental en el ARNt.

– edición del ARN, forma parte de la maduración del ARN y consiste en la modificación de la secuencia original mediante modificaciones de las bases nitrogenadas y/o inserciones, deleciones y sustituciones de nucleótidos.

.

Editar el ARN

  La edición de ARN rompe con la idea general de que la secuencia de ARNm es complementaria a la secuencia de ADN correspondiente porque debido a todo esto que estamos comentando es correcto parcialmente. En la edición de ARN, se pueden introducir cambios químicos en el ARNm después de su transcripción, lo que resulta en una secuencia de ARN modificada. Estos cambios se realizan mediante enzimas llamadas ARN editasas, que pueden reconocer y modificar bases nucleotídicas específicas en el ARNm. La edición se aplica no sólo a ARNm, también a ARNt, ARNrb y a microARN.

  Tipos de edición

  Uno de los tipos más comunes de edición de ARN implica la conversión del ribonucleósido adenosina (A) en otro llamado inosina (I), muy parecido bioquímicamente a la guanosina. Este proceso, conocido como desaminación de adenosina, se realiza mediante una familia de enzimas llamadas ADAR (Adenosina Desaminasas Actuando en RNA). Estas enzimas se unen a ARN de doble cadena y convierten la adenosina a inosina (hipoxantina) mediante desaminación. La inosina es reconocida de manera similar a la guanosina (G) durante la traducción, lo que significa que la edición de ARN puede cambiar el significado de los codones y, por lo tanto, afectar la secuencia de aminoácidos en la proteína resultante. De hecho, se está rompiendo el emparejamiento normal AU y la inosina provoca el emparejamiento IC, durante la traducción la inosina imita a la guanosina uniéndose a citosina, pero también puede unirse a uracilo e incluso a adenosina aunque esto último no está muy favorecido. Estos cambios de codón causan excepcionalidades en el código genético. Uno de los ejemplos más destacados de esta edición de ARN en humanos se encuentra en el receptor 5-HT2C de serotonina, una proteína involucrada en la transmisión de señales en el cerebro. La edición de ARN en el ARNm del receptor 5-HT2C puede generar diferentes formas de la proteína con propiedades funcionales distintas. Esto tiene implicaciones importantes en la respuesta a los neurotransmisores y en la predisposición a enfermedades psiquiátricas. Mutaciones en estos genes ADAR se han relacionado también con diversas enfermedades como ELA (esclerosis amiotrófica lateral), HIV, melanoma, esquizofrenia, etc.

  La edición de ARN también puede implicar cambios en otras bases nucleotídicas, como la desaminación de citidina (C) a uridina (U). Estos cambios pueden ser catalizados por diferentes enzimas y ocurren en diversas especies y tejidos. Se ha descubierto que la edición de ARN está involucrada en gran variedad de procesos biológicos, como el desarrollo neuronal, la respuesta inmune y la regulación del estrés celular.

  Otros tipos de edición se refieren a adiciones e inserciones de nucleótidos y deleciones.

Observaciones adicionales

  La edición de ARN no solo ocurre en humanos, sino que también se ha observado en  plantas, hongos, bacterias, arqueas y en virus. En algunas plantas, la edición de ARN puede ser especialmente relevante, ya que les permite adaptarse a diferentes condiciones ambientales. Por ejemplo, se ha encontrado que la edición de ARN en el gen que codifica la subunidad de la citocromo c oxidasa en plantas permite el ajuste de la respiración mitocondrial en respuesta al estrés por calor.

  Además de en el núcleo la edición se puede dar en el citosol, en mitocondrias y en plástidos.

Los cefalópodos son campeones en la edición de ARN.

  En el asunto de la edición hay un grupo evolutivo de organismos que la usan de modo masivo, son los cefalópodos. ¿Curioso, no?. Este grupo zoológico siempre sorprende, no sólo por su capacidad intelectual y de respuesta al entorno, ya que en este tema de la edición de ARN su capacidad implica un salto evolutivo de tal nivel que nos deja al resto muy mermados porque no tenemos la misma capacidad de manipular el código genético que ellos.

  En resumen, la edición de ARN es un proceso fascinante que permite la modificación química precisa de secuencias de ARN después de su transcripción. Esto amplía la diversidad de proteínas que pueden generarse a partir de un conjunto limitado de genes y desempeña un papel importante en la regulación de la expresión génica y la función celular. A medida que avanzamos en nuestra comprensión de la edición de ARN, es probable que descubramos más detalles sobre su papel en la salud y la enfermedad, lo que podría abrir nuevas vías para el desarrollo de terapias dirigidas a enfermedades genéticas y otras afecciones humanas.

  Un saludo