Problema 69 · Bioquímica Estructural i Biologia Molecular UAB 2004

a) Deleción del primer codón ATG (codón de inicio) en el gen de la HMG-CoA reductasa.

Solución: La transcripción no se detiene, pero el ribosoma no iniciará la síntesis en el punto fisiológico. Buscará el siguiente codón ATG en marco aguas abajo (...CGAATGCATGGCCTC). Al iniciar la traducción mucho más adelante, se producirá un polipéptido truncado por el extremo N-terminal, previsiblemente carente de dominio de anclaje a membrana o defectuoso enzimáticamente.

b) Inserción de 9 nucleótidos (CCGCACCGT) inmediatamente tras el primer codón ATG en el gen de la piruvato quinasa.

Solución: La adición de 9 bases corresponde a un múltiplo exacto de 3 nucleótidos, por lo que no altera la pauta de lectura (no hay cambio de marco). La secuencia insertada CCG-CAC-CGT codifica los aminoácidos Prolina - Histidina - Arginina. La proteína resultante conservará toda su secuencia original a excepción de la inserción de estos 3 aminoácidos extra justo tras la metionina inicial, lo que puede perturbar ligeramente su plegamiento o cinética pero mantiene la longitud global.

c) Deleción del elemento 5'UTR en el mRNA del gen de la ferritina.

Solución: El 5'UTR aloja el elemento IRE (iron response element), donde en condiciones de bajo hierro se une la proteína represora IRP bloqueando la traducción. Al perderse el 5'UTR, la ferritina deja de estar sujeta a represión por carencia de hierro y se traduce continuamente de manera no coordinada, perdiéndose la regulación homeostática celular del metal.

d) Deleción de la caja TATA en el promotor del gen supresor tumoral p53.

Solución: La caja TATA es el elemento esencial de anclaje para TFIID (a través de TBP) que posiciona la RNA polimerasa II en el promotor basal. Sin este elemento, se bloquea la formación del complejo de preiniciación y la transcripción del gen se anula drásticamente. Al faltar la proteína p53, las células hepáticas pierden el control del ciclo celular y la inducción de apoptosis ante daño genotóxico, facilitando la oncogénesis y la aparición de hepatocarcinomas.

e) Mutación que activa de forma constitutiva un micro-RNA con complementariedad al 3'UTR del receptor de insulina.

Solución: El miRNA procesado se asocia al complejo RISC y se une a la región 3'UTR del mensajero del receptor de insulina. Esto causa la degradación del transcrito y/o el bloqueo severo de su traducción. Al suprimirse los receptores funcionales de insulina en los hepatocitos, el tejido se vuelve insensible a la hormona (resistencia extrema a la insulina), alterando la captación de glucosa y la síntesis de glucógeno hepático.