Alus i exons: les increïbles frases saltants

El paradigma central de la biologia molecular està constituït pel flux d'informació DNA --> RNA --> Proteïna. Aquest és el mecanisme bàsic pel que funciona la totalitat dels éssers vius del nostre planeta. El DNA, inamovible i intocable, serveix de motlle per a l'RNA, que surt del nucli i es tradueix a proteïnes. Un gen, un RNA, una proteïna. Si més no, així era al principi. Cada dècada d'investigació afegeix alguna "variació", alguna "actualització" al paradigma.

En l'entrada d'avui veurem algunes d'aquestes actualitzacions que ens portaran fins les seqüències Alu i el seu paper sibarita a l'evolució dels primats i, per extensió, de nosaltres mateixos.


Exons o what really matters
Els gens no són tires llargues i contínues d'informació. L'RNA copiat a partir d'ells pateix un "processat" abans de sortir del nucli. Hi ha parts dels gens que es queden al nucli (els introns). La part de l'RNA que sí es tradueix a proteina, els exons, són empalmats mitjançant un procés conegut com splicing.

Es coneixen ja moltes de les seqüències que indiquen quan comença i acaba un exó. Són les senyals d'splicing, que els hi diuen a les proteïnes que processen l'RNA per on han de tallar i enganxar.


Ravidreams. Wikimedia commons

Forluvoft. Wikimedia commons

Splicing alternatiu o variacions sobre un mateix tema
Molts cops els gens presenten "exons alternatius". La maquinària del processat de l'RNA pot "escollir" entre posar entre l'exó 2 i 4, per exemple, l'exó 3a o el 3b. L'RNA resultant és diferent segons quin exó s'hagi col·locat (aquestes diferències poden ser subtils o veritablement espectaculars). Així, un gen sol codificar per a més d'una versió d'una proteïna.

Hoffmeier. Wikimedia commons

Transposons o gens amb hiperactivitat
La visionària premi Nobel de Medicina Barbara McClintock va postular l'existència d'elements mòbils al genoma, trossos de DNA que no saben estar-se quiets i van saltant d'un lloc a un altre. El postulado de McClintock guanya en espectacularitat si es té en compte que va ser publicat durant la dècada de 1940, abans de saber-se, fins i tot, com era l'estructura del DNA.

Aquests elements mòbils reben el nom de transposons. Quan un transposó es mou pot inserir-se dins un gen, canviant-lo totalment; inserir-se a les seqüències reguladores, canviant l'on, quan i com s'expressarà el gen que regulen; de tant en tant, quan tornen a saltar s'enduen trossos de gens amb ells.. unes seqüències molt simpàtiques, com podeu apreciar.

Les seqüències Alu. Amb nosaltres des de que som primats
Fa 65 milions d'anys es va donar un procés de transposició que va acabar generant unes seqüències presents a tots els primats, anomenades seqüències Alu. En els humans hi ha més d'un milió de còpies d'aquesta petita seqüència de 300 pbs (parells de bases, les famoses lletres del DNA). Imagineu-vos el merder que pot representar un milió de petits "pillastres" movent-se pel genoma.

Alu millor estan relacionats amb els exons

Fins el 2002 es considerava que les seqüències Alu tan sols eren petites seqüències capaces de fastiguejar alterant el funcionament "normal" del nostre DNA. A partir d'aquell any (Gràcies a treballs com el de Sorek i companyia) les coses van començar a canviar ja que es van detectar senyals d'splicing en aquestes seqüències.

Aquest fet implicava que quan una seqüència Alu s'insereix enmig d'un gen pot generar un exó, normalment alternatiu, que pot ser incorporat a determinades versions de la proteïna, modificant, potser, la seva funcionalitat. Així, els Alus van deixar de ser simples molèsties, ja que semblava que podrien haver desenvolupat un paper relevant en l'evolució dels primats.


Wikimedia commons

L'article que ens ocupa. Alus sibarites
En un recente article de lliure accés de PLoS, signat per Lan Lin i col·laboradors, s'estudia precisament aquest paper dels Alus com a generadors d'exons.

El primer que cal destacar, a part de la pròpia investigació, és que és escrit amb un estil allunyat de l'estereotip jeroglífic. En segon lloc, que està farcit de referències a altres articles de lliure accés, cosa que facilita la cerca d'informació. La ciència es globalitza i s'alllibera l'accés a ella

Els Alu-exons semblaven ser exclusius de formes minoritària de les proteïnes. Això podria representar un mecanisme evolutiu de "protecció" enfront els Alu-exons: si m'entra un Alu-exó dins un gen, puc minimitzar el seu impacte reduint la quantitat d'RNA que el contindrà.

No obstant, en aquest article, s'ha estudiat la possibilitat que els Alu-exons siguin "sibarites" i no els hi agradi, per exemple, el fetge, expressant-se, diguem, només a neurones. És a dir, que siguin específics de teixit. I sembla que en alguns casos és així: els Alu-exons determinen l'expressió de la seva "variant" en uns teixits i no en d'altres, amb la qual cosa el seu paper a l'evolució seria més gran del que es creia.

A l'article es realitzen, a més a més. comparatives filogenètiques de canvi a les seqüències d'Alu-exons i exons normals de diferents primats, veient que els que provenen dels Alus presenten una major taxa de mutacions.

Per rematar aquesta informació, estudien si els Alu dels que deriven els Alu-exons són seqüències Alu-J (les més antigues) o Alu-S (de "mitjana edat"). Els seus resultats indiquen que la majoria d'aquests Alu-exons provenen de les Alu-J, és a dir, dels Alus que més temps porten entre els primats.

Vull destacar que els dos darrers punts de resultats s'han realitzat utilitzant eines bioinformàtiques a l'abast de tots nosaltres (com el BLAST que vem usar a Magnetocepció: blau elèctric i blau magnètic). Potser en un futur no molt llunyà poguem publicar algun article per nosaltres mateixos...mmm. Us hi apunteu?