Elementos SECIS


El selenio es incorporado a las proteínas a través de un inusual mecanismo en el que el codón de terminación UGA es recodificado para ser interpretado como un codón con significado. Esta recodificación requiere la formación de un complejo de factores trans que son reclutados por fragmentos del mRNA de las selenoproteínas que forman estructuras secundarias de tipo stem-loops. Estas secuencias del mRNA de las selenoproteínas que actúan como elementos cis se denominan SelenoCysteine Insertion Sequences (SECIS).

Los SECIS se localizan en el extremo 3' de la UTR (untranslated region) de los genes de selenoproteínas en eucariotas y arqueas, y en la región codificante de genes de selenoproteínas en bacterias, en posición downstream respecto al codón UGA. Las estructuras de dichos elementos difieren en los tres dominios de la vida y algunas veces se encuentran anotados en las bases de mRNA, pero raramente en secuencias genómicas y en bases de datos.

Los elementos SECIS eucariotas están compuestos por dos hélices separadas por un loop interno (Figura 1). La estructura central del SECIS, denominada Quartet, se localiza entre la base de la hélice 2 y la parte apical del loop interno. El Quartet está formado por cuatro pares de bases no complementarios y es el principal lugar funcional de la estructura, ya que interacciona con SBP2. Estrictamente sólo se conservan los nucleótidos UGA en la porción 5' y GA en la porción 3' del Quartet, junto con dos adenosinas en el loop apical.

La presencia de un SECIS en el extremo 3'-UTR de los genes de selenoproteínas señala un codón UGA codificante para selenocisteína en la región cuando se cumple la distancia mínima requerida entre el UGA y el elemento SECIS (51-111 nucleótidos).

En la recodificación de codones UGA en eucariotas, los elementos SECIS intervienen reclutando SBP2 (SECIS binding protein 2), que a su vez se une a EFSec (selenocysteine elongation factor), el cual ya está unido a Sec-tRNA^Sec (Figura 2). El complejo formado interacciona con el ribosoma para decodificar UGA como selenocisteína.

La predicción de elementos SECIS mediante programas como SECISearch, disponible online en http://genome.unl.edu/SECISearch.html, es, como consecuencia, un punto importante en el desarrollo de métodos específicos para identificar selenoproteínas, ya que sin la existencia de SECIS no sería posible la formación de estas proteínas.