He visto muchas investigaciones sobre mecanismos moleculares de enfermedades/fenotipos que usan medidas de ARN como un 'proxy' para el nivel de proteína disponible en la célula. ¿Es esto realmente válido?
Mi problema con la suposición de que los niveles de ARN se correlacionan con los del producto activo (es decir, la proteína) es que se produce una gran cantidad de regulación postraduccional, incluida la unión de cofactores y la fosforilación, por nombrar solo 2. ¿Alguien sabe de algún estudio que ¿Ha examinado la correlación entre los niveles de ARN y los niveles de proteína y, por separado, las correlaciones entre los niveles de ARN y la proteína activa ?
Para mí tiene sentido que el ARN se correlacione con la proteína sin duda, pero me pregunto si esto se relaciona con la función activa de las proteínas, es decir, podría haber un grupo que se reabastece a medida que los niveles de proteína caen, pero las proteínas solo son realmente activo por períodos cortos en respuesta a estímulos específicos. Entonces, ¿alguien sabe de algún estudio que haya analizado la correlación entre los niveles de ARN y los niveles de proteína, y por separado las correlaciones entre los niveles de ARN y la proteína activa?
Todavía no he aceptado ninguna respuesta porque ninguna aborda mi pregunta sobre los niveles de activación de proteínas, pero concedo el excelente punto de Daniel de que no todas las proteínas se activan de la misma manera; algunos están constantemente activos, algunos requieren fosforilación (¿múltiples sitios?), algunos compañeros de unión... ¡etc.! Por lo tanto, aún no es posible realizar un estudio que analice la activación 'global'. Sin embargo, esperaba que alguien pudiera haber leído algunos ejemplos específicos.
Hoy encontré una revisión no publicada de Nancy Kendrick de 10 estudios que han analizado la correlación entre el ARNm y la abundancia de proteínas , que aún no se relacionan con la activación . Sin embargo, ella termina el papel de la siguiente manera;
La conclusión de los diez ejemplos enumerados anteriormente parece ineludible: los niveles de ARNm no se pueden usar como sustitutos de los niveles de proteína correspondientes sin verificación.
Si esta es su conclusión sobre los niveles de proteína, entonces cualquier correlación entre la activación de la proteína y la abundancia de ARNm parece poco probable (como regla general. Algunos niveles de proteína se correlacionan con el ARN; consulte el artículo).
Todavía estoy interesado en cualquier respuesta que brinde información sobre ejemplos específicos de activación de proteínas y niveles de ARNm; parece muy poco probable que no haya tales estudios, ¡pero aún no he podido encontrar ninguno!
Ha sido bien establecido que la abundancia de ARNm sirve como un pobre indicador de la abundancia de proteínas en la mayoría de los casos. Este artículo sobre levadura y este artículo sobre cáncer establecen esto, aunque utilizan técnicas más antiguas (SAGE y microarrays, respectivamente), mientras que esta revisión más reciente analiza el tema a la luz de tecnologías más recientes (p. ej., RNA-seq).
Quizás la dificultad de explorar la correlación entre los niveles de ARNm y los niveles de proteínas maduras y activas es que todavía sabemos muy poco sobre tantas proteínas y qué las hace activas y maduras frente a inactivas, prematuras, etc. No todas las proteínas necesitan postraduccional. modificaciones para estar activo, pero algunos lo hacen. Actualmente, esto se investiga de forma muy detallada, proteína por proteína (hasta donde yo sé), por lo que recopilar suficientes datos para un estudio a gran escala podría llevar mucho tiempo. Por otro lado, existe una variedad de métodos de alto rendimiento (cada vez más asequibles) para medir la abundancia de miles de especies de ARN simultáneamente. Creo que la gente está usando los niveles de ARNm para estimar la expresión no porque sea el curso de acción biológicamente más convincente, sino porque es mucho más fácil, más asequible y
Este estudio en E.coli es útil para establecer algunos problemas adicionales en juego aquí, en un sistema donde las modificaciones postraduccionales básicamente no son un problema. Los autores ven claramente una correlación entre el ARNm y los niveles de proteína (Fig. 3C) y teorizan que las diferencias en la tasa de traducción y el recambio de proteína son responsables de las diferencias en el nivel de proteína para dos genes con un nivel similar de ARNm.
Investigan el problema a nivel de una sola célula y no encuentran correlación entre el nivel de ARNm de una sola célula y el nivel de proteína para un gen dado (Fig. 4). Esto se atribuye a la separación de la escala de tiempo entre la renovación del ARNm (generalmente unos pocos minutos) y la renovación de la proteína (en muchos casos, la degradación es tan lenta que la renovación de la proteína es impulsada por la dilución/división celular). Una forma de entender esto es que hay varias "generaciones" de ARNm que contribuyen a la población de proteínas en un momento dado, lo que no contradice el dogma central. Sin embargo, este resultado plantea serios problemas para usar el ARNm como representante de la proteína al comparar células individuales.
Sin embargo, en general, en poblaciones de bacterias, el uso de ARNm como representante de la proteína funciona bastante bien, especialmente cuando se comparan los niveles de un gen bajo perturbaciones. A menos que creamos que la traducción o la degradación de proteínas se ven afectadas, el nivel de ARNm debería ser un buen indicador, aunque puede haber problemas con el uso de esto cuantitativamente porque la regulación a menudo no es lineal (es decir, el ARNm doble no produce proteína doble). Véase, por ejemplo, regulación de ARNs .
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