Prp8 se refiere tanto a la proteína Prp8 como al gen Prp8 . El nombre de Prp8 se origina por su participación en el procesamiento de ARN pre - m . La proteína Prp8 es una proteína grande, única y altamente conservada que reside en el núcleo catalítico del espliceosoma y se ha descubierto que tiene un papel central en los reordenamientos moleculares que ocurren allí. La proteína Prp8 es un componente central importante del núcleo catalítico del espliceosoma, y el espliceosoma es responsable del empalme del ARNm precursor que contiene intrones y exones . El complejo de espliceosoma elimina los intrones no expresados para crear una transcripción de ARNm más concisa. El empalme es sólo una de las muchas modificaciones postranscripcionales diferentes que debe sufrir el ARNm antes de la traducción. También se ha planteado la hipótesis de que Prp8 es un cofactor en la catálisis del ARN. [1]
El nombre sistemático de la proteína PRP8 es YHR165C. La proteína Prp8 está codificada por un solo gen en humanos con 42 exones. El tamaño de Prp8 oscila entre 230 y 280 kDa según el organismo. La secuencia que codifica la proteína Prp8 está altamente conservada entre organismos eucariotas, con una coincidencia de identidad del 61% entre humanos y levaduras en la secuencia de aminoácidos. [1] El gen Prp8 se encuentra en el cromosoma VIII de la levadura y en el cromosoma 17 de los humanos.
El empalme previo al ARNm implica dos reacciones de transesterificación y ataques de grupos hidroxilo dentro del espliceosoma. En estas reacciones, la eliminación de intrones espliceosoma es catalizada por el espliceosoma utilizando el mismo mecanismo que los intrones del Grupo II . [2] Hay cinco pequeños complejos nucleares de ARN-proteína ( snRNP ) involucrados en este proceso. Todos los snRNP juntos aportan alrededor de 50 proteínas al espliceosoma central. [2] El gen Prp8 codifica una proteína que es una parte central del snRNP U5 y del tri-snRNP U5-U4/U6. El tri-snRNP U5-U4/U6 está involucrado con el Complejo B, el espliceosoma precatalítico, donde el snRNP U5 se une a los exones en el extremo 5' del ARNm antes de pasar a los intrones. El snRNP U5 está involucrado con el Complejo C, el espliceosoma catalítico, donde el snRNP U5 se une a un exón en el sitio de empalme 3' y se forma el bucle de lazo . El snRNP U5 también participa en el Complejo C*, el espliceosoma poscatalítico, donde permanece unido al lazo antes de que se libere el ARN empalmado y se reciclen los snRNP.
Los métodos de investigación comunes para estudiar la estructura y funciones de Prp8 son la coinmunoprecipitación y el análisis de transferencia Western . La estructura de Prp8 incluye un motivo de reconocimiento de ARN , un dominio de unión a ubiquitina MPN/JAB cerca del extremo C terminal y una señal de localización nuclear (NLS) que marca la proteína para que se mueva al núcleo celular. [3] La estructura cristalina de la proteína Prp8 (residuos 885–2413) revela dominios estrechamente asociados que se asemejan a una transcriptasa inversa intrón y una endonucleasa de restricción de tipo II. Esto implica que Prp8 podría desempeñar funciones similares tanto en la creación de ADNc como en el corte del ADN durante el empalme.
Prp8 también participa más en el mantenimiento de la conformación adecuada de los cofactores de ARN unidos y los sustratos de la reacción de empalme. Prp8, junto con otras dos proteínas U5 snRNP, ayuda a activar el espliceosoma y formar su centro activo catalítico. Se ha propuesto que la hidrólisis de GTP da como resultado una reordenación de Prp8 que libera las snRNP U1 y U4 y es responsable de esta activación del núcleo catalítico del espliceosoma. [4] Prp8 realiza una función similar a la de un andamio en el espliceosoma y retiene muchos de los sustratos y subunidades que interactúan. Se ha entrecruzado en los sitios de empalme 3' y 5' del ARNm. [5] Debido a estos elementos estructurales, se ha asumido que Prp8 puede haber evolucionado a partir de retroelementos inactivados de transcriptasas inversas , [6] con los snRNP reemplazando los dominios catalíticos de los ancestros autoempalmados. [2]
La mutación Prp8 se ha relacionado con la enfermedad humana Retinitis pigmentosa que causa pérdida de la visión, especialmente cuando avanza hasta la edad adulta. Esta afección autosómica dominante resulta de la degeneración de los fotorreceptores de la retina del ojo. Este trastorno es causado por mutaciones en el extremo C. La retinitis pigmentosa es el resultado de nueve mutaciones sin sentido en el último exón del ARNm maduro con cambios en siete aminoácidos altamente conservados. Los estudios en levadura indican que la mutación del extremo C afecta las interacciones con Brr2p, una helicasa responsable de la función necesaria para el desenrollado de las hélices de ARN U1 snRNA/5'SS y U4/U6.
Caenorhabditis elegans Prp8 se ha relacionado con la reproducción y el desarrollo. Se utilizó ARNi , o interferencia de ARN, para desactivar Prp8. Esto resultó en un alto nivel de esterilidad, un cuerpo claro y una vulva protuberante, todas expresiones fenotípicas vinculadas a la reproducción y el desarrollo. [7] [8] La mutación Prp8 de ratón ha provocado retinitis pigmentosa (ver arriba). [9] La mutación de Prp8 en levadura produce un defecto de maduración del snRNP U5. [10] El componente U5 snRNAP del empalmesoma es necesario para unirse a los exones 5' y 3' durante el empalme previo al ARNm. Las mutaciones con esta subunidad se correlacionan con una edición reducida o inexacta del ARN. En casos graves, las mutaciones en Prp8 pueden provocar la muerte celular.