ПСИ-1 ( R NAi- ДЕ тивные 1 ) является первичным Argonaute белок необходим для РНК-интерференции , опосредованной (RNAi) в Caenorhabditis Элеганс . Локус гена rde-1 был впервые охарактеризован у мутантов C. elegans, устойчивых к РНКи, и является членом высококонсервативного семейства генов Piwi , которое включает гомологи растений , дрозофилы и позвоночных . [1]
Роль в пути РНКи
Первичный комплекс siRNA-argonaute
При захвате клеткой экзогенная триггерная дцРНК связывается с RDE-4 и расщепляется на первичную миРНК длиной 21-25 нуклеотидов с помощью комплекса Dicer, который включает RDE-1. [2] Связывание первичной siRNA с RDE-1 затем способствует образованию РНК-индуцированного комплекса сайленсинга (RISC). В отличие от других Argonautes, охарактеризованных у Drosophila [3] и человека [4], каталитический мотив РНКазы H в RDE-1 не проявляет срезерной активности транскрипта-мишени . Напротив, активность РНКазы H в RDE-1 в первую очередь способствует созреванию siRNA посредством расщепления цепи-пассажира . [5]
Вторичный комплекс миРНК-аргонавт
Первичный комплекс Argonaute привлекает РНК-зависимую РНК-полимеразу (RdRP) для генерации вторичных миРНК, вызывая реакцию амплификации. Вторичные миРНК связываются вырожденными вторичными аргонавтами, которые затем непосредственно участвуют в деградации транскрипта-мишени. [6] Однако RDE-1 не обнаруживает стабильной ассоциации с более многочисленными вторичными миРНК. [7]
В то время как дефицит rde-4 может быть устранен с помощью высоких концентраций триггерной dsRNA [8], а вторичный Argonaute обнаруживает функциональную избыточность [6], не было никаких доказательств того, что РНК-опосредованное молчание может быть восстановлено у мутантов с дефицитом rde-1. В этой степени RDE-1, по-видимому, обладает качественно отличной активностью в пути экзогенной РНКи. [7]
Состав
Канонические белки Argonaute имеют три основных домена, образующих основание в форме полумесяца: домены PAZ, MID и PIWI . PAZ и MID ориентируют и закрепляют двухцепочечную миРНК путем связывания с 3'- и 5'-концами , соответственно, оставляя внутренние нуклеотиды доступными для спаривания оснований . Домен PIWI складывается в структуру, подобную РНКазе H , и содержит консервативную каталитическую триаду «DDH» (два остатка аспартата , один остаток гистидина ). [9] Кристаллическая структура RDE-1 официально не выяснена, но можно предположить, что она очень похожа на его человеческие гомологи .
Деградация пассажирского пути
Мутация любых остатков в каталитической триаде РНКазы H отменяет активность слайсера в человеческом белке Argonaute Ago2, предполагая, что домен РНКазы H непосредственно отвечает за деградацию мРНК-мишени. [10] Однако RDE-1 не участвует в активности расщепления мРНК.
Вместо этого RDE-1 с мутациями в консервативном мотиве DDH демонстрирует пониженный оборот цепи-пассажира (смысловой) , что позволяет предположить, что активность РНКазы H служит для расщепления цепи-пассажира, оставляя направляющую (антисмысловую) цепь доступной для спаривания оснований с целевой мРНК. [5] Кроме того, молчание мишени может быть полностью восстановлено у мутантов по мотиву DDH путем загрузки одноцепочечной siRNA, что позволяет предположить, что нижележащий компонент пути RNAi отвечает за активность Slicer. [5] Таким образом, домен РНКазы Н RDE-1 способствует созреванию миРНК, но не участвует напрямую в расщеплении транскриптов мРНК-мишени.
Смотрите также
- Аргонавт
- Пиви
- миРНК
- РНК-интерференция
- РНК-индуцированный комплекс сайленсинга
- РНК-зависимая РНК-полимераза
Рекомендации
- ^ Табара, H .; Саркисян, М .; Келли, WG; Fleenor, J .; Гришок, А .; Timmons, L .; Огонь, А .; И Mello, CC (октябрь 1999 г.). «Ген rde-1, РНК-интерференция и подавление транспозонов в C. elegans». Cell . 99 (2): 123–32. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (00) 81644-X . PMID 10535731 .
- ^ Tabara, H .; Yigit, E .; Siomi, H .; Mello, C .; Mello, CC (июнь 2002 г.). «Связывающий дцРНК белок RDE-4 взаимодействует с RDE-1, DCR-1 и DExH-бокс-геликазой, направляя РНКи в C. elegans». Cell . 109 (7): 861–871. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (02) 00793-6 . PMID 12110183 .
- ^ Хаммонд С. М., Бернштейн Э, Бич Д., Хэннон Г. Дж. (Март 2000 г.). «РНК-направленная нуклеаза опосредует посттранскрипционное молчание генов в клетках дрозофилы». Природа . 404 (6775): 293–296. DOI : 10.1038 / 35005107 . PMID 10749213 .
- ^ Мейстер Дж., Ландталер М., Патканиовска А., Дорсетт Й., Тенг Дж., Тушл Т. (июль 2004 г.). «Человеческий Argonaute2 опосредует расщепление РНК, нацеленное на миРНК и миРНК». Mol Cell . 15 (2): 185–197. DOI : 10.1016 / j.molcel.2004.07.007 . PMID 15260970 .
- ^ а б в Steiner, FA; Окихара, KL; Hoogstrate, SW; Sijen, T .; Кеттинг, РФ (февраль 2009 г.). «Активность слайсера RDE-1 необходима только для расщепления цепи пассажира во время РНКи у Caenorhabditis elegans». Nat Struct Mol Biol . 16 (2): 207–11. DOI : 10.1038 / nsmb.1541 . PMID 19151723 .
- ^ а б Boisvert, ME; Симард, MJ (2008). «Путь РНКи в C. elegans: аргонавты и сотрудники». Curr. Вершина. Microbiol. Иммунол . 320 : 21–36. DOI : 10.1007 / 978-3-540-75157-1_2 . PMID 18268838 .
- ^ а б Йигит Э., Батиста П.Дж., Бей И., Панг К.М., Чен С.К., Толия Н.Х., Джошуа-Тор Л., Митани С., Симард М.Дж., Мелло С.К. (2006). «Анализ семейства Argonaute C. elegans показывает, что отдельные аргонавты действуют последовательно во время RNAi». Cell . 127 (4): 747–57. DOI : 10.1016 / j.cell.2006.09.033 . PMID 17110334 .
- ^ Habig JW, Aruscavage PJ, Bass BL (2008). «У C. elegans высокие уровни дцРНК позволяют РНКи в отсутствие RDE-4» . PLOS ONE . 3 (12): e4052. DOI : 10.1371 / journal.pone.0004052 . PMC 2603325 . PMID 19112503 .
- ^ Песня, JJ; Смит, СК; Hannon, GJ; Джошуа-Тор, Л. (сентябрь 2004 г.). «Кристаллическая структура Argonaute и ее значение для RISC-слайсера». Наука . 305 : 1434–7. DOI : 10.1126 / science.1102514 . PMID 15284453 .
- ^ Лю Дж., Кармелл М.А., Ривас Ф.В., Марсден К.Г., Томсон Дж. М., Сонг Дж. Дж., Хаммонд С. М., Джошуа-Тор Л., Хэннон Дж. Дж. (Сентябрь 2004 г.). «Argonaute2 - это каталитический двигатель РНКи млекопитающих». Наука . 305 : 1437–41. DOI : 10.1126 / science.1102513 . PMID 15284456 .
Внешние ссылки
- Запись в WormBase для гена rde-1 Каталоги аллелей, полиморфизмов и штаммов C. elegans, связанных с локусом гена rde-1. Доступна полная расшифровка кодирования.