Aunque el ribosoma eucariótico solo contiene 4 ARNr diferentes (denominados rARN 5S, 5.8S, 18S y 28S), el ARN ribosómico suele representar el 75% o más de todo el ARN (en peso) en una célula. A diferencia de la síntesis de proteínas, donde cada transcripción de ARNm se puede utilizar como plantilla para hacer múltiples moléculas de proteína, los ARNr se usan directamente, por lo que muchos de ellos deben realizarse para satisfacer las demandas de traducción de la célula.
Dada la gran cantidad de moléculas de ARNr que las células necesitan producir, ha habido una serie de adaptaciones que agilizan el proceso:
- 3 de los 4 rRNAs son transcritos por la RNA polimerasa I, que es una polimerasa que transcribe casi exclusivamente rRNAs. (El impar fuera, 5S, es transcrito por RNA pol III.)
- Los ARNr transcritos RNAP I se disponen en tándem en el genoma, y todos se transcriben juntos como un ARN largo. Esto se escinde enzimáticamente para producir los tres ARNr distintos.
- Después de la transcripción, cientos de nucleótidos se modifican químicamente (la metilación y la pseudouridilación son las más comunes).
- Los genes que codifican los ADNr están presentes en múltiples copias en múltiples ubicaciones en el genoma. Los seres humanos, por ejemplo, tienen aproximadamente 200 copias del gen de rDNA agrupadas en cinco sitios diferentes (en cinco cromosomas diferentes) en el genoma.
Por lo tanto, las células necesitan una gran cantidad de ARNr, lo que requiere no solo una polimerasa específica, sino una cantidad sustancial de maquinaria específica para ARNr (las endo- y exonucleasas, los modificadores de nucleótidos y toda la maquinaria de control de calidad para asegurar que se estén rRNA). producido correctamente). Existen múltiples ubicaciones distintas en el genoma que albergan las repeticiones de ADNr, todas las cuales se transcriben de la misma manera.
¿Cómo se optimiza esta situación para la velocidad? Pon toda la maquinaria en la misma ubicación física en el núcleo. De esta manera, nada tiene que moverse muy lejos en los trabajos intermedios: las moléculas de Pol I pueden moverse a un gen cercano tan pronto como terminen la transcripción; Los precursores de ARNr pueden transportarse rápidamente de un paso a otro; la maquinaria de control de calidad puede sentarse y “mirar” todo el proceso de cerca. Cualquier sustancia reguladora específica de ARNr también puede limitarse a una sola región específica del núcleo.
Esta es la razón por la cual la transcripción de ARNr y gran parte del procesamiento está restringida al nucléolo: ¡optimiza la velocidad a la que se producen los ARNr, de los cuales hay muchos en la célula!
