Espliceosoma

Qué es el espliceosoma

Cuando un gen eucariota se transcribe, la copia inicial de ARN (denominada pre-ARN mensajero o transcrito primario) contiene tanto las regiones que codifican proteínas como los intrones intercalados entre ellas. El espliceosoma es la maquinaria encargada de localizar cada intrón, cortarlo y empalmar los exones flanqueantes en el orden correcto. Sin este procesamiento, el mensaje llegaría al ribosoma con secuencias no codificantes intercaladas y la proteína resultante carecería de sentido funcional.

El nombre procede del inglés spliceosome, que combina el verbo to splice (empalmar, un término habitual entre electricistas y marineros mucho antes de que lo adoptara la biología molecular) con el sufijo -some, del griego σῶμα (sōma, «cuerpo»), siguiendo el modelo de ribosome. En español conviven las formas «espliceosoma» y «empalmosoma»; la RAE recoge la primera en el ámbito de la biología y la química como sinónimo de «complejo de corte y empalme».

Componentes y ciclo catalítico

El espliceosoma no existe como estructura permanente en el núcleo. Se monta de nuevo sobre cada intrón que debe eliminar y se desmonta una vez completado el corte, un diseño que reduce el riesgo de empalmes erróneos. Sus piezas centrales son cinco ribonucleoproteínas nucleares pequeñas, conocidas por las siglas snRNP (y pronunciadas informalmente «esnurps» en el argot de laboratorio). Cada snRNP contiene una molécula de snRNA rica en uracilo (U1, U2, U4, U5 y U6) asociada a un conjunto de proteínas.

Cada ronda de ensamblaje sigue un orden preciso. Primero, U1 reconoce el extremo 5' del intrón mediante apareamiento de bases complementarias con la secuencia consenso GU. Después, U2 se une a un punto interno del intrón llamado punto de ramificación. Un complejo preformado de U4, U5 y U6 se incorpora a continuación, y U6 desplaza a U1 en el sitio de corte. Lo que sigue son dos reacciones de transesterificación: la primera genera una estructura en lazo (el lariat, en la terminología inglesa que se ha mantenido en la mayoría de los textos), y la segunda liga los dos exones y libera el intrón ya escindido. Entre 200 y 300 proteínas participan a lo largo del ciclo completo.

Un dato que sorprendió a los biólogos moleculares cuando se describió la estructura con resolución casi atómica (gracias a la criomicroscopía electrónica, a partir de 2015) es que el centro catalítico activo del espliceosoma está formado casi por completo por ARN, no por proteínas. Las snRNA son las que catalizan el corte. Las proteínas aportan armazón y regulación, pero la química la ejecuta el ARN, un rasgo que conecta al espliceosoma con las ribozimas y con la hipótesis de un «mundo de ARN» primitivo anterior a la aparición de las enzimas proteicas.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra espliceosoma?

Del inglés spliceosome. El verbo to splice significa «empalmar» y se usaba ya en náutica para referirse a la unión de cabos. El sufijo -some procede del griego σῶμα, «cuerpo», y sigue el mismo patrón que ribosome o chromosome. En español la RAE admite «espliceosoma» como adaptación fonética.

¿Cómo se descubrieron las piezas del espliceosoma?

Por una vía inesperada. En 1979, Michael Lerner y Joan Steitz demostraron que los anticuerpos presentes en el suero de pacientes con lupus eritematoso sistémico reconocían componentes del núcleo celular que resultaron ser las snRNP. Esos autoanticuerpos, un problema clínico, se convirtieron en la herramienta experimental que permitió aislar y caracterizar las partículas U1, U2 y el resto de los componentes del espliceosoma durante la década de 1980. Pocas veces una enfermedad autoinmune ha contribuido tanto a la biología molecular básica.

¿Todas las células humanas tienen espliceosoma?

Sí. Toda célula nucleada que transcriba genes con intrones necesita este complejo. Las bacterias, en cambio, apenas poseen intrones espliceosomales y no requieren esta maquinaria: sus genes suelen ser continuos y la traducción puede comenzar mientras la transcripción todavía está en curso.

¿Es lo mismo el espliceosoma que el empalme alternativo?

No exactamente. El espliceosoma es la máquina que ejecuta el corte y la unión. El empalme alternativo es una de las consecuencias de su actividad: según qué exones se conserven o se descarten en cada ronda de procesamiento, un mismo gen puede generar varias proteínas distintas. Se estima que más del 95 % de los genes humanos con múltiples exones experimentan empalme alternativo en algún tejido o momento del desarrollo.

Referencias

1. National Human Genome Research Institute (NHGRI). Empalme alternativo. Glosario parlante de términos genómicos y genéticos.
2. Cooper GM. RNA Processing and Turnover. The Cell: A Molecular Approach. NCBI Bookshelf.
3. Alberts B et al. From DNA to RNA. Molecular Biology of the Cell. NCBI Bookshelf.
4. MedlinePlus. ¿Cómo los genes dirigen la producción de proteínas?.