Bases estructurales del reconocimiento ARN-proteína en el procesamiento de pequeños ARNs en plantas

Los microARNs (miARNs) son moléculas de ARN pequeñas de 21 nucleótidos de longitud que se sintetizan en el núcleo por la ARN polimerasa II. En plantas, están involucrados en la regulación de procesos como el desarrollo, resistencia a estrés y respuestas a hormonas. La biogénesis de miARNs comienza con la transcripción de precursores mas largos, con extensa estructura secundaria de tallo y burbuja dentro de los cuales está contenida la secuencia que corresponde al mensaje de 21 nucleótidos. Estos precursores son procesados por un complejo proteico formado por la ARNasa III DICER-LIKE 1 (DCL1) y las proteínas accesorias HYPONASTIC LEAVES 1 (HYL1) y SERRATE (SE). Los precursores de plantas son sumamente heterogéneos. Sin embargo, la maquinaria de procesamiento, es capaz de liberar con precisión el miARN que posteriormente efectuará su acción regulando negativamente ARN mensajeros por complementariedad de bases de Watson y Crick. Durante los últimos años, se han dedicado muchos esfuerzos en descubrir nuevos miARNs, así como también se han logrado numerosos avances respecto a las formas de procesamiento de los precursores de plantas. Sin embargo, el mecanismo por el cual las proteínas de procesamiento llevan a cabo el reconocimiento es hasta el momento poco conocido. En este trabajo realizamos una caracterización biofísica de los dominios de unión a ARN doble hebra. En primer lugar se calculó la estructura en solución del segundo dsRBD de DCL1, a partir de la cual se observó que si bien tiene un plegamiento de dsRBD canónico, presenta diferencias con respecto a dominios homólogos. También se demostró que este dominio es capaz de unir tanto ARNdh como ADN, en contraste con lo que ocurre con la mayoría de los dsRBDs. La caracterización funcional de este dominio demostró que posiblemente actúe como una señal de localización atípica para direccionar a DCL1 al núcleo. Por otro lado, se analizaron los distintos determinantes de unión a sustrato del primer dsRBD de la proteína accesoria HYL1. Para esto, se generaron formas mutantes de la proteína, las cuales mantienen su estructura global, pero afectan las propiedades de unión al sustrato. Sorprendentemente, se demostró que una mutación y hasta una deleción completa en la región que se propone como principal determinante de unión al ARN no causa mayores efectos. Finalmente, se analizó la función de cada mutante in vivo, estableciendo una correlación directa entre la afinidad por los precursores y la actividad de la proteína.