Aprovechando un artículo recientemente publicado, hoy vamos a hablar de otro tipo de ARN, siguiendo esa serie que habíamos empezado durante el verano. Porque ya habíamos nombrado al miARN y al siARN, además de los tradicionales mensajero, transferente y ribosómico. Pues hoy vamos a incluir uno más en la lista el piRNA (o ARNpi en español, supongo). Es un ARN que se asocia a Piwi, una proteína con un nombre que esconde una pequeña historia que seguro que ya no se os olvidará.
¿Qué es Piwi?
Piwi es una proteína, y por lo tanto está codificada por un gen. Hace ya mucho tiempo que sabemos de su existencia, y se parece mucho a Argonauta (Ago). En sí, se parecen tanto que pertenecen a la misma familia. Tienen funciones muy similares, en esto que venimos a llamar la epigenética, la regulación de la expresión de los genes (entre otras cosas). Tienen unos dominios conservados, uno de ellos se llama Piwi, para complicar más las cosas. A ellas se une un pequeño ARN que va a actuar de guía para localizar su objetivo y poder cortarlo.
La primera vez que se identificó qué era lo que hacía Piwi se hizo en Drosophila. Si habéis estudiado algo de genética básica, os habrán explicado que muchos genes (y las proteínas que codifican) recibían su nombre por el efecto que tenían sobre el cuerpo de dichas mosquitas, fuese por su presencia o por su ausencia. Así, si al inutilizar la proteína ocurría algo, pues era la proteína de eso. Dicho de una forma más fina, se iba caracterizando el genotipo en función del fenotipo que se obtenía. Pues Piwi viene de una descripción de ese tipo: P-element induced wimpy testis.Vamos, que tenía algo que ver en que las moscas (o los moscos) tuviesen unos testículos debiluchos.
¿Pero qué hace?
La realidad iba por ahí, pero es un poco más compleja. El principal papel de Piwi es regular los elementos saltarines, evitar que haya saltos de transposones por encima de lo que se considera razonable. Por ello, si tal cosa fuese a ocurrir, Piwi se une y corta la secuencia antes de que genere un gran desastre en el genoma. Y aunque se identificó primero en los testículos de los machos, su función es clave en las células de la línea germinal, tanto en la masculina como en la femenina, y también se ha detectado en células somáticas.
En resumen, que con lo de los testículos iban por buen camino, pero que como siempre las cosas pueden ser más complicadas de lo que creemos a simple vista.
¿Y el piARN de Piwi?
A las proteínas hay que llevarlas a su destino, y en este caso, como en otros muchos, las proteínas Piwi identifican su diana gracias a un ARN pequeño. Lo llamamos piARN, piRNA, ARNpi o como sea que hemos decidido escribir estas cosas en las que no estamos muy de acuerdo. Lo importante es lo de pi, que viene de que se une a Piwi.
Esa secuencia de ARN es un poco más larga que aquellos siARN o miARN de los que hablé en el pasado, lo suficiente como para poder cumplir su función. Tiene que ser suficiente como para ser muy específica y que no vaya a cometer errores cortando lo que no es, porque con el genoma en la línea germinal no se juega. Pero por otra parte tiene que ser lo suficientemente larga como para que se pueda permitir algún cambio pequeño, por si hay alguna mutación, que no se nos escape la secuencia. Así, pueden llegar a unos 30 nucleótidos, suficiente como para saber que eso es un transposón que está intentando saltar, y que hay que pararle los pies.
Para rizar un poco el rizo, este tipo de ARN se engloba en un grupo mayor, el de ARN cuyas secuencias están entre repeticiones. ¿Os suena esto de CRISPR en bacterias? Efectivamente, las secuencias de CRISPR también tienen repeticiones. ¿Tendrá algo que ver Piwi con CRISPR? Bueno, eso lo dejamos para un post en el futuro…
Piwi con su piARN
Para acabar, lo que quería compartir hoy era que se ha resuelto una estructura de alta resolución de Piwi unida a un piARN. Para ello hubo que reconstruirlo in vitro, cosa que no es muy sencilla, porque a estas cosas no les suele gustar ir solas por la vida. Este tipo de estructuras nos proporcionan detalles sobre la unión del ARN a la proteína y del reconocimiento. Además, los autores del trabajo no solo han resuelto la estructura de Piwi con piARN, también lo han hecho con el ARN target al que se uniría, su diana, por lo que además de saber cómo se forma el complejo, ahora tenemos datos sobre cómo actúa.
Es un gran paso, pero es cierto que la explicación de la acción, lo que se cuenta en el artículo, más allá del resumen de su función reguladora, es excesivamente técnico. En cualquier caso puede ser de interés para muchos de los presentes, así que aquí dejo el enlace al artículo para los interesados: Structural basis for piRNA targeting
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