Polisoma: características, tipos y funciones
Un polisoma es un grupo de ribosomas reclutados para la traducción de un mismo ARN mensajero (ARNm). La estructura es mejor conocida con el nombre de poliribosoma, o con el menos común de ergosoma.
Los polisomas permiten la producción incrementada de proteínas a partir de aquellos mensajeros que son objeto de traducción simultanea por varios ribosomas. Los polisomas participan también en los procesos de plegamiento co-traduccional y en la adquisición de estructuras cuaternarias por parte de las proteínas recién sintetizadas.
Los polisomas, junto con los denominados cuerpos P y los gránulos de estrés, controlan el destino y función de los mensajeros en las células eucariotas.
Se han observado polisomas tanto en células procariotas como eucariotas. Esto quiere decir que este tipo de formación macromolecular tiene larga data en el mundo celular. Un polisoma puede estar formado por al menos dos ribosomas sobre el mismo mensajero, pero generalmente son más de dos.
Al menos en una célula de mamífero, pueden llegar a existir hasta 10.000.000 de ribosomas. Se ha observado que muchos son libres, pero una gran porción se asocia en los conocidos polisomas.
Índice del artículo
- 1 Características generales
- 2 Estructura de los polisomas eucariotas
- 3 Tipos de polisomas y sus funciones
- 4 Regulación del silenciamiento genético post-transcripcional
- 5 Referencias
Los ribosomas de todos los seres vivos consisten de dos subunidades: la subunidad pequeña y la subunidad grande. La subunidad pequeña de los ribosomas es la encargada de leer el ARN mensajero.
La subunidad grande es la encargada de la adición lineal de aminoácidos al péptido naciente. Una unidad traduccional activa es aquella en la que un RNAm ha sido capaz de reclutar y permitir el ensamblaje del ribosoma. Tras ello, procede de manera secuencial la lectura de tripletes en el mensajero y la interacción con el correspondiente tRNA cargado.
Los ribosomas son los bloques de funcionamiento de los polisomas. De hecho, ambas maneras de traducir un mensajero pueden coexistir en un misma célula. Si se purifican todos las componentes que constituyen la maquinaria traduccional de la célula, nos encontraríamos con cuatro fracciones principales:
- La primera estaría formada por los ARNm asociados con la proteínas con las que se forman las ribonucleoproteínas mensajeras. Es decir, los mensajeros en solitario.
- La segunda, por las subunidades ribosomales, que estando separadas aún no traducen a ningún mensajero
- La tercera sería la de los monosomas. Es decir, los ribosomas “libres” asociados con algún RNAm.
- Finalmente, la fracción más pesada sería la de los polisomas. Esta es la que en realidad lleva a cabo la mayor parte del proceso de traducción
En las células eucariotas los ARNm son exportados del núcleo como ribonucleoproteínas mensajeras. Es decir, el mensajero viene acoplado con varias proteínas que determinarán su exportación, movilización y traducción.
Entre ellas, hay varias que interactúan con la proteína PABP unida a la cola de poliA 3’ del mensajero. Otras, como las del complejo CBP20/CBP80, se unirán a la capucha 5’ del ARNm.
La liberación del complejo CBP20/CBP80 y reclutamiento de las subunidades ribosomales sobre la capucha 5’ definen la formación del ribosoma.
Se da inicio a la traducción y se ensamblan nuevos ribosomas sobre la capucha 5’. Esto sucede por un limitado número de veces que depende de cada mensajero y del tipo de polisoma que se trate.
Tras este paso, factores de elongación de la traduccción asociadas con la capucha en el extremo 5’ interactúan con la proteína PABP unida al extremo 3’ del ARNm. Se forma así un círculo definido por la unión de las regiones no traducibles del mensajero. Quedan así reclutados tantos ribosomas como la longitud del mensajero, y otros factores, permiten.
Otros polisomas pueden adoptar una configuración lineal de filas dobles, o en espiral con cuatro ribosomas por vuelta. La forma circular se ha asociado más fuertemente con los polisomas libres.
Los polisomas se forman sobre unidades traduccionales activas (inicialmente monosomas) con la adición secuencial de otros ribosomas sobre el mismo RNAm.
Dependiendo de su ubicación subcelular, encontramos tres distintos tipos de polisomas, que tienen cada uno funciones particulares y propias.
Se encuentran libres en el citoplasma, sin asociaciones aparentes con otras estructuras. Estos polisomas traducen los ARNm que codifican para proteínas citosólicas.
Como la envoltura nuclear es extensión del retículo endoplasmático, este tipo de polisoma puede encontrarse también asociado a la envoltura nuclear externa.
En estos polisomas se traducen los ARNm que codifican para dos grupos importantes de proteínas. Unas, las que son parte estructural del retículo endoplasmático o del Complejo de Golgi. Otras, las que deben ser modificadas post-traduccionalmente y/o reubicadas intracelularmente por parte de estos organelos.
Los polisomas asociados al citoesqueleto traducen las proteínas de los ARNm que se concentran asimétricamente en ciertos compartimientos subcelulares.
Es decir, al abandonar el núcleo, algunas ribonucleoproteínas mensajeras son movilizadas al sitio donde se requiere el producto que codifican. Esta movilización la lleva a cabo el citoesqueleto con la participación de proteínas que se unen a la cola de poliA del ARNm.
En otras palabras, el citoesqueleto distribuye los mensajeros por destino. Ese destino está indicado por la función de la proteína y por el sitio donde debe residir o actuar.
Aunque se transcriba un ARNm, eso no necesariamente significa que se deba traducir. Si este ARNm es degradado de manera específica en el citoplasma celular, se dice que la expresión de su gen está regulada post-transcripcionalmente.
Hay muchas maneras de conseguir esto, y una de ellas es a partir de la acción de los denominados genes MIR. El producto final de la transcripción de un gen MIR es un microARN (miRNA).
Estos son complementarios o parcialmente complementarios a otros mensajeros cuya traducción regulan (silenciamiento post-transcripcional). El silenciamiento puede involucrar también la degradación específica de un mensajero particular.
Todo lo relacionado con la traducción, su compartamentalización, regulación, y con el silenciamiento genético post-transcripcional está controlado por los polisomas.
Para ello, estos interactúan con otras macroestructuras moleculares de la célula conocidas como los cuerpos P y los gránulos de estrés. Estos tres cuerpos, los ARNm y los microARN, definen así el proteoma presente en una célula en un momento dado.
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