stringtranslate.com

ARN-Y

Los ARN-Y son pequeños ARN no codificantes . Son componentes de la partícula de ribonucleoproteína Ro60 [1], que es un objetivo de los anticuerpos autoinmunes en pacientes con lupus eritematoso sistémico . [2] También se informa que son necesarios para la replicación del ADN a través de interacciones con la cromatina y las proteínas de iniciación . [3] [4] Sin embargo, las células madre embrionarias de ratón que carecen de ARN-Y son viables y tienen ciclos celulares normales. [5]

Estructura

Se predice que estos pequeños ARN se plegarán en un tallo conservado formado por los extremos 3' y 5' del ARN y caracterizado por una única citosina abultada , que son los requisitos conocidos para la unión de Ro. [6] [7] [8]

Función

En la literatura se han descrito dos funciones para los ARN Y: como represores de Ro60 y como factor de iniciación para la replicación del ADN . Los ARN Y humanos mutantes que carecen del sitio de unión conservado para la proteína Ro60 aún apoyan la replicación del ADN, [3] lo que indica que la unión a la proteína Ro y la promoción de la replicación del ADN son dos funciones separables de los ARN Y. Aunque los ARN pequeños derivados del ARN Y son similares en tamaño a los microARN, se ha demostrado que estos fragmentos de ARN Y no están involucrados en la vía del microARN. [9]

La proteína del autoantígeno Ro (blanco) se une al extremo de un ARN Y bicatenario (rojo) y un ARN monocatenario (azul). ( PDB : 1YVP ​). [6]

Inhibición de Ro60

En su estado libre, Ro se une a una variedad de ARN mal plegados, incluidos los ARNr 5S mal plegados, y se cree que actúa como una especie de mecanismo de control de calidad. [10] Las estructuras cristalinas de Ro complejado con ARN Y u otro ARN mostraron que Ro se une a los extremos 3' monocatenarios de los ARN de forma relativamente inespecífica, mientras que el ARN Y se une específicamente en un segundo sitio que regula el acceso de otros ARN. [6] En Deinococcus , también se ha demostrado que Ro libre funciona en la maduración del ARNr 23S. [11] En Deinococcus , los mutantes que carecen de ARN Y son viables, y el ARN Y parece ser inestable excepto cuando se combina con Ro. [11]

Inicio de la replicación del ADN

Los ARN Y humanos son funcionalmente necesarios para la replicación del ADN . [3] Los experimentos de fraccionamiento y reconstitución bioquímica han establecido un requisito funcional de los ARN Y humanos para la replicación del ADN cromosómico en núcleos de células de vertebrados aislados in vitro [3] y la degradación específica de los ARN Y humanos inhibe la replicación del ADN in vitro y en células intactas in vivo . [3] Se cree que la función del ARN Y está mediada por interacciones con la cromatina y las proteínas de iniciación (incluido el complejo de reconocimiento de origen ) [4]

En patología humana

Los ARN Y se sobreexpresan en algunos tumores humanos y son necesarios para la proliferación celular [12] y los productos de degradación pequeños, del tamaño de microARN, pueden estar involucrados en la autoinmunidad y otras condiciones patológicas. [13] Trabajos recientes han demostrado que los ARN Y son modificados en su extremo 3' por la poli(A) polimerasa no canónica PAPD5, y la cola corta de oligo(A) agregada por PAPD5 es un marcador para el procesamiento del extremo 3' por la ribonucleasa PARN/EXOSC10 o para la degradación por la exonucleasa DIS3L. [14] Dado que la deficiencia de PARN causa una forma grave de la enfermedad de la médula ósea disqueratosis congénita, así como fibrosis pulmonar, [15] [16] es posible que los defectos en el procesamiento del ARN Y contribuyan a la patología grave observada en estos pacientes.

Distribución de especies

Se han encontrado presuntos homólogos del ARN Y y de la proteína Ro en eucariotas y bacterias . [7] [17]

Humanos

Los humanos parecen tener cuatro ARN Y, llamados hY1, hY3, hY4 y hY5 [17] y también una gran cantidad de pseudogenes .

C. elegans

Caenorhabditis elegans tiene un ARN llamado CeY y una gran cantidad de sbRNA que se postula que también son homólogos del ARN Y. [18] [19]

D. radiodurans

La bacteria resistente a la radiación Deinococcus radiodurans codifica un homólogo de Ro llamado rsr ("Ro sixty related"), y al menos cuatro ARN pequeños se acumulan en Deinococcus en condiciones en las que se induce la expresión de rsr ( irradiación UV ); uno de estos ARN parece ser un homólogo del ARN Y. [20] En Deinococcus radiodurans, Rsr está unido a través del ARN Y a la exorribonucleasa PNPasa y canaliza el ARN monocatenario hacia la cavidad de la PNPasa. Rsr y el ARN Y mejoran la degradación de los ARN estructurados por la PNPasa. Este papel podría conservarse, ya que Rsr y los ncRNA llamados YrlA e YrlB (similares al ARN Y) también se asocian con la PNPasa en una bacteria evolutivamente distante Salmonella Typhimurium . [21]

Referencias

  1. ^ Hall AE, Turnbull C, Dalmay T (abril de 2013). "Y RNAs: recent developments" (ARN Y: desarrollos recientes). Conceptos biomoleculares . 4 (2): 103–110. doi : 10.1515/bmc-2012-0050 . PMID:  25436569. S2CID  : 12575326.
  2. ^ Lerner MR, Boyle JA, Hardin JA, Steitz JA (enero de 1981). "Dos nuevas clases de pequeñas ribonucleoproteínas detectadas por anticuerpos asociados con el lupus eritematoso". Science . 211 (4480): 400–402. Bibcode :1981Sci...211..400L. doi :10.1126/science.6164096. PMID  6164096.
  3. ^ abcde Christov CP, Gardiner TJ, Szüts D, Krude T (septiembre de 2006). "Requisitos funcionales de los ARN Y no codificantes para la replicación del ADN cromosómico humano". Biología molecular y celular . 26 (18): 6993–7004. doi :10.1128/MCB.01060-06. PMC 1592862 . PMID  16943439. 
  4. ^ ab Zhang AT, Langley AR, Christov CP, Kheir E, Shafee T, Gardiner TJ, Krude T (junio de 2011). "Interacción dinámica de los ARN Y con la cromatina y las proteínas de iniciación durante la replicación del ADN humano". Journal of Cell Science . 124 (Pt 12): 2058–2069. doi :10.1242/jcs.086561. PMC 3104036 . PMID  21610089. 
  5. ^ Leng Y, Sim S, Magidson V, Wolin SL (julio de 2020). "Los ARN Y no codificantes regulan los niveles, la distribución subcelular y las interacciones proteicas de su socio autoantígeno Ro60". Nucleic Acids Research . 48 (12): 6919–6930. doi :10.1093/nar/gkaa414. PMC 7337961 . PMID  32469055. 
  6. ^ abc Stein AJ, Fuchs G, Fu C, Wolin SL, Reinisch KM (mayo de 2005). "Información estructural sobre el control de calidad del ARN: el autoantígeno Ro se une a los ARN mal plegados a través de su cavidad central". Cell . 121 (4): 529–539. doi :10.1016/j.cell.2005.03.009. PMC 1769319 . PMID  15907467. 
  7. ^ ab Teunissen SW, Kruithof MJ, Farris AD, Harley JB, Venrooij WJ, Pruijn GJ (enero de 2000). "Características conservadas de los ARN Y: una comparación de estructuras secundarias derivadas experimentalmente". Nucleic Acids Research . 28 (2): 610–619. doi :10.1093/nar/28.2.610. PMC 102524 . PMID  10606662. 
  8. ^ Green CD, Long KS, Shi H, Wolin SL (julio de 1998). "Unión del autoantígeno Ro de 60 kDa a los ARN Y: evidencia de reconocimiento en el surco mayor de una hélice conservada". ARN . 4 (7): 750–765. doi :10.1017/S1355838298971667. PMC 1369656 . PMID  9671049. 
  9. ^ Nicolas FE, Hall AE, Csorba T, Turnbull C, Dalmay T (abril de 2012). "La biogénesis de los ARN pequeños derivados del ARN Y es independiente de la vía del microARN". FEBS Letters . 586 (8): 1226–1230. doi :10.1016/j.febslet.2012.03.026. PMID  22575660. S2CID  7805517.
  10. ^ Reinisch KM, Wolin SL (abril de 2007). "Temas emergentes en el control de calidad del ARN no codificante". Current Opinion in Structural Biology . 17 (2): 209–214. doi :10.1016/j.sbi.2007.03.012. PMID  17395456.
  11. ^ ab Chen X, Wurtmann EJ, Van Batavia J, Zybailov B, Washburn MP, Wolin SL (junio de 2007). "Un ortólogo del autoantígeno Ro funciona en la maduración del ARNr 23S en D. radiodurans". Genes y desarrollo . 21 (11): 1328-1339. doi :10.1101/gad.1548207. PMC 1877746 . PMID  17510283. 
  12. ^ Christov CP, Trivier E, Krude T (marzo de 2008). "Los ARN humanos Y no codificantes se sobreexpresan en tumores y son necesarios para la proliferación celular". British Journal of Cancer . 98 (5): 981–988. doi :10.1038/sj.bjc.6604254. PMC 2266855 . PMID  18283318. 
  13. ^ Verhagen AP, Pruijn GJ (septiembre de 2011). "¿Los ARN Y asociados a RNP Ro ocultan microARN? Los microARN derivados del ARN Y pueden estar involucrados en la autoinmunidad". BioEssays . 33 (9): 674–682. doi :10.1002/bies.201100048. PMID  21735459. S2CID  26501077.
  14. ^ Shukla S, Parker R (octubre de 2017). "PARN modula la estabilidad del ARN Y y su formación del extremo 3'". Biología molecular y celular . 37 (20). doi :10.1128/MCB.00264-17. PMC 5615183 . PMID  28760775. 
  15. ^ Stuart BD, Choi J, Zaidi S, Xing C, Holohan B, Chen R, Choi M, Dharwadkar P, Torres F, Girod CE, Weissler J, Fitzgerald J, Kershaw C, Klesney-Tait J, Mageto Y, Shay JW, Ji W, Bilguvar K, Mane S, Lifton RP, Garcia CK (mayo de 2015). "La secuenciación del exoma vincula las mutaciones en PARN y RTEL1 con la fibrosis pulmonar familiar y el acortamiento de los telómeros". Nature Genetics . 47 (5): 512–517. doi :10.1038/ng.3278. PMC 4414891 . PMID  25848748. 
  16. ^ Tummala H, Walne A, Collopy L, Cardoso S, de la Fuente J, Lawson S, Powell J, Cooper N, Foster A, Mohammed S, Plagnol V, Vulliamy T, Dokal I (mayo de 2015). "La deficiencia de ribonucleasa específica de poli(A) afecta la biología de los telómeros y causa disqueratosis congénita". The Journal of Clinical Investigation . 125 (5): 2151–2160. doi :10.1172/JCI78963. PMC 4463202 . PMID  25893599. 
  17. ^ ab Perreault J, Perreault JP, Boire G (agosto de 2007). "ARN Y asociados a Ro en metazoos: evolución y diversificación". Biología molecular y evolución . 24 (8): 1678–1689. doi : 10.1093/molbev/msm084 . PMID  17470436.
  18. ^ Van Horn DJ, Eisenberg D, O'Brien CA, Wolin SL (mayo de 1995). "Los embriones de Caenorhabditis elegans contienen sólo una especie importante de RNP Ro". ARN . 1 (3): 293–303. PMC 1369082 . PMID  7489501. 
  19. ^ Boria I, Gruber AR, Tanzer A, Bernhart SH, Lorenz R, Mueller MM, Hofacker IL, Stadler PF (abril de 2010). "Nematode sbRNAs: homólogos de los ARN Y de vertebrados". Journal of Molecular Evolution . 70 (4): 346–358. Bibcode :2010JMolE..70..346B. doi :10.1007/s00239-010-9332-4. PMID  20349053. S2CID  876486.
  20. ^ Chen X, Quinn AM, Wolin SL (abril de 2000). "Las ribonucleoproteínas Ro contribuyen a la resistencia de Deinococcus radiodurans a la radiación ultravioleta". Genes & Development . 14 (7): 777–782. doi :10.1101/gad.14.7.777. PMC 316496 . PMID  10766734. 
  21. ^ Chen X, Taylor DW, Fowler CC, Galan JE, Wang HW, Wolin SL (marzo de 2013). "Una máquina de degradación de ARN esculpida por el autoantígeno Ro y el ARN no codificante". Cell . 153 (1): 166–177. doi :10.1016/j.cell.2013.02.037. PMC 3646564 . PMID  23540697. 

Enlaces externos