Drosha es una enzima ribonucleasa III de clase 2 [5] que en humanos está codificada por el gen DROSHA (anteriormente RNASEN ) . [6] [7] [8] Es la nucleasa primaria que ejecuta el paso de iniciación del procesamiento de miARN en el núcleo. Trabaja en estrecha colaboración con DGCR8 y en correlación con Dicer . Se ha encontrado que es importante en el conocimiento clínico para el pronóstico del cáncer [9] y la replicación del VIH-1. [10]
Historia
La Drosha humana fue clonada en 2000 cuando se identificó como una ribonucleasa de ARNbc nuclear involucrada en el procesamiento de precursores de ARN ribosómico . [11] Las otras dos enzimas humanas que participan en el procesamiento y la actividad de los miARN son las proteínas Dicer y Argonaute . Recientemente, se ha descubierto que proteínas como Drosha son importantes en el pronóstico del cáncer [9] y en la replicación del VIH-1. [10]
Los microARN así generados son moléculas de ARN cortas que regulan una amplia variedad de otros genes al interactuar con el complejo silenciador inducido por ARN (RISC) para inducir la escisión del ARN mensajero complementario (ARNm) como parte de la vía de interferencia del ARN . Las moléculas de microARN se sintetizan como transcripciones primarias de ARN largas conocidas como pri-miARN , que Drosha escinde para producir una estructura característica de tallo-bucle de aproximadamente 70 pares de bases de largo, conocida como pre-miARN. [11] Los pre-miARN, cuando se asocian con EXP5, se estabilizan debido a la eliminación de la tapa 5' y la cola poli(A) 3'. [13] Drosha existe como parte de un complejo proteico llamado complejo de microprocesador , que también contiene la proteína de unión a ARN bicatenario DGCR8 (llamada Pasha en D. melanogaster y C. elegans ). [14] DGCR8 es esencial para la actividad de Drosha y es capaz de unirse a fragmentos monocatenarios del pri-miARN que se requieren para el procesamiento adecuado. [15] El complejo de Drosha también contiene varios factores auxiliares como EWSR1 , FUS, hnRNP , p68 y p72. [dieciséis]
Tanto Drosha como DGCR8 están localizados en el núcleo celular , donde se produce el procesamiento de pri-miARN a pre-miARN. Estas dos proteínas controlan homeostáticamente la biogénesis de miARN mediante un circuito de retroalimentación automática. [16] Drosha genera un saliente 2nt 3' en el núcleo reconocido por Dicer en el citoplasma, que acopla los eventos de procesamiento ascendentes y descendentes. Luego, el RNase Dicer procesa aún más el pre-miARN en miARN maduros en el citoplasma celular . [11] [16] También existe una isoforma de Drosha que no contiene una señal de localización nuclear, lo que resulta en la generación de c-Drosha. [17] [18] Se ha demostrado que esta variante se localiza en el citoplasma celular en lugar del núcleo, pero los efectos sobre el procesamiento de pri-miRNA aún no están claros.
Se ha descubierto que ciertos miARN se desvían de las vías de biogénesis convencionales y no necesariamente requieren Drosha o Dicer , porque no requieren el procesamiento de pri-miARN a pre-miARN. [16] Los miARN independientes de Drosha derivan de mirtrones , que son genes que codifican miARN en sus intrones y utilizan el empalme para evitar la escisión de Drosha. Los Simtron son similares a mirtron, independientes del empalme y requieren escisión mediada por Drosha, aunque no requieren la mayoría de las proteínas en la vía canónica como DGCR8 o Dicer . [10]
Significación clínica
Drosha y otras enzimas procesadoras de miARN pueden ser importantes en el pronóstico del cáncer. [20] Tanto Drosha como Dicer pueden funcionar como reguladores maestros del procesamiento de miARN y se ha observado que están regulados a la baja en algunos tipos de cáncer de mama . [21] Los patrones de empalme alternativos de Drosha en The Cancer Genome Atlas también han indicado que c-drosha parece estar enriquecido en varios tipos de cáncer de mama, cáncer de colon y cáncer de esófago . [18] Sin embargo, la naturaleza exacta de la asociación entre el procesamiento de microARN y la tumorigénesis no está clara, [22] pero su función puede examinarse eficazmente mediante la eliminación de ARNip basada en una validación independiente. [23]
Drosha y otras enzimas procesadoras de miARN también pueden ser importantes en la replicación del VIH-1. Los miARN contribuyen a la defensa antiviral innata. Esto puede demostrarse mediante la eliminación de dos importantes proteínas procesadoras de miARN, Drosha y Dicer, lo que conduce a una mejora significativa de la replicación viral en PBMC de pacientes infectados por VIH-1. Por tanto, Drosha, junto con Dicer, parecen tener un papel en el control de la replicación del VIH-1. [10]
Referencias
^ abc GRCh38: Ensembl lanzamiento 89: ENSG00000113360 - Ensembl , mayo de 2017
^ abc GRCm38: Ensembl lanzamiento 89: ENSMUSG00000022191 - Ensembl , mayo de 2017
^ "Referencia humana de PubMed:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
^ "Referencia de PubMed del ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
^ Filippov V, Solovyev V, Filippova M, Gill SS (marzo de 2000). "Un nuevo tipo de proteínas de la familia RNasa III en eucariotas". Gen. _ 245 (1): 213–21. doi :10.1016/s0378-1119(99)00571-5. PMID 10713462.
^ Filippov V, Solovyev V, Filippova M, Gill SS (marzo de 2000). "Un nuevo tipo de proteínas de la familia RNasa III en eucariotas". Gen. _ 245 (1): 213–21. doi :10.1016/S0378-1119(99)00571-5. PMID 10713462.
^ Wu H, Xu H, Miraglia LJ, Crooke ST (noviembre de 2000). "La ARNasa III humana es una proteína de 160 kDa implicada en el procesamiento del ARN preribosomal". La Revista de Química Biológica . 275 (47): 36957–65. doi : 10.1074/jbc.M005494200 . PMID 10948199.
^ ab "Entrez Gene: RNASEN ribonucleasa III, nuclear".
^ ab Slack FJ, Weidhaas JB (diciembre de 2008). "MicroARN en el pronóstico del cáncer". El diario Nueva Inglaterra de medicina. 359 (25): 2720-2.
^ abcd Swaminathan, G., Navas-Martín, S. y Martín-García, J. (2014). MicroARN e infección por VIH-1: actividades antivirales y más. Revista de biología molecular , 426 (6), 1178-1197.
^ abcd Lee Y, Ahn C, Han J, Choi H, Kim J, Yim J, Lee J, Provost P, Rådmark O, Kim S, Kim VN (septiembre de 2003). "La ARNasa III nuclear Drosha inicia el procesamiento de microARN". Naturaleza . 425 (6956): 415–9. Código Bib :2003Natur.425..415L. doi : 10.1038/naturaleza01957. PMID 14508493. S2CID 4421030.
^ Fortin KR, Nicholson RH, Nicholson AW (agosto de 2002). "Riribonucleasa III de ratón. Estructura del ADNc, análisis de expresión y ubicación cromosómica". Genómica BMC . 3 (1): 26. doi : 10.1186/1471-2164-3-26 . PMC 122089 . PMID 12191433.
^ Sloan, KE, Gleizes, PE y Bohnsack, MT (2016). Transporte nucleocitoplásmico de ARN y complejos ARN-proteína. Revista de biología molecular , 428 (10), 2040-2059.
^ Denli AM, Tops BB, Plasterk RH, Ketting RF, Hannon GJ (noviembre de 2004). "Procesamiento de microARN primarios por el complejo de microprocesador". Naturaleza . 432 (7014): 231–5. Código Bib :2004Natur.432..231D. doi : 10.1038/naturaleza03049. PMID 15531879. S2CID 4425505.
^ Han J, Lee Y, Yeom KH, Nam JW, Heo I, Rhee JK, Sohn SY, Cho Y, Zhang BT, Kim VN (junio de 2006). "Base molecular para el reconocimiento de microARN primarios por el complejo Drosha-DGCR8". Celúla . 125 (5): 887–901. doi : 10.1016/j.cell.2006.03.043 . PMID 16751099. S2CID 453021.
^ abcd Suzuki, HI y Miyazono, K. (2011). Complejidad emergente de las cascadas de generación de microARN. La Revista de Bioquímica , 149 (1), 15-25.
^ Link S, Grund SE, Diederichs S (mayo de 2016). "El empalme alternativo afecta la localización subcelular de Drosha". Investigación de ácidos nucleicos . 44 (11): 5330–43. doi :10.1093/nar/gkw400. PMC 4914122 . PMID 27185895.
^ ab Dai L, Chen K, Youngren B, Kulina J, Yang A, Guo Z, Li J, Yu P, Gu S (julio de 2016). "Actividad citoplásmica de Drosha generada por empalme alternativo". Investigación de ácidos nucleicos . 44 (21): 10454–10466. doi :10.1093/nar/gkw668. PMC 5137420 . PMID 27471035.
^ Francia S, Michelini F, Saxena A, Tang D, de Hoon M, Anelli V, Mione M, Carninci P, d'Adda di Fagagna F (agosto de 2012). "Los productos DICER y DROSHA RNA específicos del sitio controlan la respuesta al daño del ADN". Naturaleza . 488 (7410): 231–5. Código Bib :2012Natur.488..231F. doi : 10.1038/naturaleza11179. PMC 3442236 . PMID 22722852.
^ Slack FJ, Weidhaas JB (diciembre de 2008). "MicroARN en el pronóstico del cáncer". El diario Nueva Inglaterra de medicina . 359 (25): 2720–2. doi :10.1056/NEJMe0808667. PMC 10035200 . PMID 19092157.
^ Thomson JM, Newman M, Parker JS, Morin-Kensicki EM, Wright T, Hammond SM (agosto de 2006). "Amplia regulación postranscripcional de microARN y sus implicaciones para el cáncer". Genes y desarrollo . 20 (16): 2202–7. doi :10.1101/gad.1444406. PMC 1553203 . PMID 16882971.
^ Iorio MV, Croce CM (junio de 2012). "Participación de microARN en el cáncer humano". Carcinogénesis . 33 (6): 1126–33. doi :10.1093/carcin/bgs140. PMC 3514864 . PMID 22491715.
^ Munkácsy G, Sztupinszki Z, Herman P, Bán B, Pénzváltó Z, Szarvas N, Győrffy B (1 de enero de 2016). "La validación de la eficiencia del silenciamiento de ARNi utilizando datos de matrices genéticas muestra una tasa de falla del 18,5% en 429 experimentos independientes". Terapia Molecular: Ácidos Nucleicos . 5 (9): e366. doi :10.1038/mtna.2016.66. ISSN 2162-2531. PMC 5056990 . PMID 27673562.
Otras lecturas
Gunther M, Laithier M, Brison O (julio de 2000). "Un conjunto de proteínas que interactúan con el factor de transcripción Sp1 identificado en un cribado de dos híbridos". Bioquímica Molecular y Celular . 210 (1–2): 131–42. doi :10.1023/A:1007177623283. PMID 10976766. S2CID 1339642.
Fortin KR, Nicholson RH, Nicholson AW (agosto de 2002). "Riribonucleasa III de ratón. Estructura del ADNc, análisis de expresión y ubicación cromosómica". Genómica BMC . 3 (1): 26. doi : 10.1186/1471-2164-3-26 . PMC 122089 . PMID 12191433.
Lee Y, Ahn C, Han J, Choi H, Kim J, Yim J, Lee J, Provost P, Rådmark O, Kim S, Kim VN (septiembre de 2003). "La ARNasa III nuclear Drosha inicia el procesamiento de microARN". Naturaleza . 425 (6956): 415–9. Código Bib :2003Natur.425..415L. doi : 10.1038/naturaleza01957. PMID 14508493. S2CID 4421030.
Gregory RI, Yan KP, Amuthan G, Chendrimada T, Doratotaj B, Cooch N, Shiekhattar R (noviembre de 2004). "El complejo de microprocesador media en la génesis de microARN". Naturaleza . 432 (7014): 235–40. Código Bib :2004Natur.432..235G. doi : 10.1038/naturaleza03120. PMID 15531877. S2CID 4389261.
Zeng Y, Yi R, Cullen BR (enero de 2005). "Reconocimiento y escisión de precursores primarios de microARN mediante la enzima de procesamiento nuclear Drosha". La Revista EMBO . 24 (1): 138–48. doi :10.1038/sj.emboj.7600491. PMC 544904 . PMID 15565168.
Han J, Lee Y, Yeom KH, Kim YK, Jin H, Kim VN (diciembre de 2004). "El complejo Drosha-DGCR8 en el procesamiento primario de microARN". Genes y desarrollo . 18 (24): 3016–27. doi :10.1101/gad.1262504. PMC 535913 . PMID 15574589.
Landthaler M, Yalcin A, Tuschl T (diciembre de 2004). "El gen 8 de la región crítica del síndrome de DiGeorge humano y su homólogo de D. melanogaster son necesarios para la biogénesis de miARN". Biología actual . 14 (23): 2162–7. doi :10.1016/j.cub.2004.11.001. hdl : 11858/00-001M-0000-0012-EB83-3 . PMID 15589161. S2CID 13266269.
Zeng Y, Cullen BR (julio de 2005). "El procesamiento eficiente de horquillas de microARN primarias por parte de Drosha requiere secuencias de ARN no estructuradas flanqueantes". La Revista de Química Biológica . 280 (30): 27595–603. doi : 10.1074/jbc.M504714200 . PMID 15932881.
Irvin-Wilson CV, Chaudhuri G (2006). "Iniciación alternativa y empalme en la expresión del gen dicer en células mamarias humanas". Investigación del cáncer de mama . 7 (4): R563–9. doi : 10.1186/bcr1043 . PMC 1175071 . PMID 15987463.
Kimura K, Wakamatsu A, Suzuki Y, Ota T, Nishikawa T, Yamashita R, Yamamoto J, Sekine M, Tsuritani K, Wakaguri H, Ishii S, Sugiyama T, Saito K, Isono Y, Irie R, Kushida N, Yoneyama T , Otsuka R, Kanda K, Yokoi T, Kondo H, Wagatsuma M, Murakawa K, Ishida S, Ishibashi T, Takahashi-Fujii A, Tanase T, Nagai K, Kikuchi H, Nakai K, Isogai T, Sugano S (enero de 2006) ). "Diversificación de la modulación transcripcional: identificación y caracterización a gran escala de supuestos promotores alternativos de genes humanos". Investigación del genoma . 16 (1): 55–65. doi :10.1101/gr.4039406. PMC 1356129 . PMID 16344560.
Olsen JV, Blagoev B, Gnad F, Macek B, Kumar C, Mortensen P, Mann M (noviembre de 2006). "Dinámica de fosforilación global, in vivo y específica de sitio en redes de señalización". Celúla . 127 (3): 635–48. doi : 10.1016/j.cell.2006.09.026 . PMID 17081983. S2CID 7827573.
Sugito N, Ishiguro H, Kuwabara Y, Kimura M, Mitsui A, Kurehara H, Ando T, Mori R, Takashima N, Ogawa R, Fujii Y (diciembre de 2006). "RNASEN regula la proliferación celular y afecta la supervivencia en pacientes con cáncer de esófago". Investigación clínica del cáncer . 12 (24): 7322–8. doi :10.1158/1078-0432.CCR-06-0515. PMID 17121874. S2CID 7569257.
Kim YK, Kim VN (febrero de 2007). "Procesamiento de microARN intrónicos". La Revista EMBO . 26 (3): 775–83. doi :10.1038/sj.emboj.7601512. PMC 1794378 . PMID 17255951.
Xing L, Kieff E (septiembre de 2007). "Micro y ARN estables del virus BHRF1 de Epstein-Barr durante la latencia III y después de la inducción de la replicación". Revista de Virología . 81 (18): 9967–75. doi :10.1128/JVI.02244-06. PMC 2045418 . PMID 17626073.
enlaces externos
Resumen de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : Q9NRR4 (Ribonucleasa 3) en el PDBe-KB .