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Ribonucleasa H

La ribonucleasa H (abreviada RNasa H o RNH ) es una familia de enzimas endonucleasas no específicas de secuencia que catalizan la escisión de ARN en un sustrato de ARN/ ADN mediante un mecanismo hidrolítico . Los miembros de la familia RNase H se pueden encontrar en casi todos los organismos, desde bacterias hasta arqueas y eucariotas .

La familia se divide en grupos evolutivamente relacionados con preferencias de sustrato ligeramente diferentes , denominados en términos generales ribonucleasa H1 y H2. [2] El genoma humano codifica tanto H1 como H2. La ribonucleasa H2 humana es un complejo heterotrimérico compuesto por tres subunidades, cuyas mutaciones en cualquiera de ellas se encuentran entre las causas genéticas de una enfermedad rara conocida como síndrome de Aicardi-Goutières . [3] Un tercer tipo, estrechamente relacionado con H2, se encuentra sólo en unos pocos procariotas , [4] mientras que H1 y H2 se encuentran en todos los ámbitos de la vida . [4] Además, los dominios de ribonucleasa H retroviral tipo RNasa H1 se encuentran en proteínas transcriptasa inversa multidominio, que están codificadas por retrovirus como el VIH y son necesarias para la replicación viral. [5] [6]

En eucariotas, la ribonucleasa H1 participa en la replicación del ADN del genoma mitocondrial . Tanto H1 como H2 participan en tareas de mantenimiento del genoma, como el procesamiento de estructuras de bucle R. [2] [7]

Clasificación y nomenclatura

La ribonucleasa H es una familia de enzimas endonucleasas con una especificidad de sustrato compartida por la cadena de ARN de los dúplex de ARN - ADN . Por definición, las RNasas H escinden los enlaces fosfodiéster del esqueleto del ARN para dejar un grupo hidroxilo en 3' y un grupo fosfato en 5' . [7] Las RNasas H se han propuesto como miembros de una superfamilia evolutivamente relacionada que abarca otras nucleasas y enzimas procesadoras de ácidos nucleicos, como las integrasas retrovirales , las transposasas de ADN , las resolvasas de unión de Holliday , las proteínas Piwi y Argonaute , varias exonucleasas y la proteína spliceosomal Prp8 . [8] [9]

Las RNasas H se pueden dividir en términos generales en dos subtipos, H1 y H2, que por razones históricas reciben designaciones de números arábigos en eucariotas y designaciones de números romanos en procariotas . Por tanto, la RNasa HI de Escherichia coli es un homólogo de la RNasa H1 de Homo sapiens . [2] [7] En E. coli y muchos otros procariotas, el gen rnhA codifica HI ​​y el gen rnhB codifica HII. Una tercera clase relacionada, denominada HIII, se presenta en unas pocas bacterias y arqueas ; está estrechamente relacionado con las enzimas HII procarióticas. [4]

Estructura

Comparación de las estructuras de proteínas ribonucleasa H representativas de cada subtipo. En la proteína de E. coli (beige, arriba a la izquierda), los cuatro residuos del sitio activo conservados se muestran como esferas. En las proteínas de H. sapiens , el núcleo estructural común entre los subtipos H1 y H2 se muestra en rojo. Las estructuras se representan a partir de: E. coli , PDB : 2RN2 ​; T. maritima , PDB : 303F ​; B. stearothermophilus , PDB : 2D0B ​; H. sapiens H1, PDB : 2QK9 ​; H. sapiens , PDB : 3P56 .

La estructura de la RNasa H comúnmente consiste en una hoja β de 5 cadenas rodeada por una distribución de hélices α . [10] Todas las RNasas H tienen un sitio activo centrado en un motivo de secuencia conservada compuesto de residuos de aspartato y glutamato , a menudo denominado motivo DEDD. Estos residuos interactúan con iones de magnesio necesarios catalíticamente . [7] [5]

Las RNasas H2 son más grandes que las H1 y normalmente tienen hélices adicionales. La organización de dominios de las enzimas varía; algunos miembros procarióticos y la mayoría de los eucariotas del grupo H1 tienen un pequeño dominio adicional en el extremo N conocido como "dominio de unión híbrido", que facilita la unión a dúplex híbridos de ARN:ADN y, a veces, confiere una mayor procesividad . [2] [7] [11] Mientras que todos los miembros del grupo H1 y los miembros procarióticos del grupo H2 funcionan como monómeros, las enzimas H2 eucarióticas son heterotrímeros obligados . [2] [7] Las enzimas HIII procarióticas son miembros del grupo H2 más amplio y comparten la mayoría de las características estructurales con H2, con la adición de un dominio de unión a la caja TATA N-terminal . [7] Los dominios retrovirales de la ARNasa H que se encuentran en las proteínas transcriptasa inversa multidominio tienen estructuras que se parecen mucho al grupo H1. [5]

Las RNasas H1 se han estudiado exhaustivamente para explorar las relaciones entre estructura y actividad enzimática. También se utilizan, especialmente el homólogo de E. coli , como sistemas modelo para estudiar el plegamiento de proteínas . [12] [13] [14] Dentro del grupo H1, se ha identificado una relación entre una mayor afinidad de unión al sustrato y la presencia de elementos estructurales que consisten en una hélice y un bucle flexible que proporciona una superficie de unión al sustrato más grande y más básica . La hélice C tiene una distribución taxonómica dispersa; está presente en los homólogos de la RNasa H1 de E. coli y humana y está ausente en el dominio de la RNasa H del VIH, pero existen ejemplos de dominios retrovirales con hélices C. [15] [16]

Función

Las enzimas ribonucleasa H escinden los enlaces fosfodiéster del ARN en un híbrido de ARN:ADN de doble hebra, dejando un grupo hidroxilo en 3' y un grupo fosfato en 5' en cada extremo del sitio de corte con un mecanismo de catálisis de dos iones metálicos, en el que dos Los cationes divalentes, como Mg2+ y Mn2+, participan directamente en la función catalítica. [17] Dependiendo de las diferencias en sus secuencias de aminoácidos, estas RNasas H se clasifican en RNasas H tipo 1 y tipo 2. [7] [18] Las RNasas H tipo 1 tienen RNasas H1 procarióticas y eucariotas y RNasas H retrovirales. Tipo 2 Las RNasas H tienen RNasas H2 procarióticas y eucariotas y RNasa H3 bacteriana. Estas RNasas H existen en forma monomérica, excepto las RNasas H2 eucarióticas, que existen en forma heterotrimérica. [19] [20] Las RNasa H1 y H2 tienen distintas preferencias de sustrato y funciones distintas pero superpuestas en la célula. En procariotas y eucariotas inferiores, ninguna enzima es esencial , mientras que se cree que ambas son esenciales en eucariotas superiores. [2] La actividad combinada de las enzimas H1 y H2 está asociada con el mantenimiento de la estabilidad del genoma debido a la degradación enzimática del componente de ARN de los bucles R. [21] [22]

Ribonucleasa H1

Las enzimas ribonucleasa H1 requieren al menos cuatro pares de bases que contienen ribonucleótidos en un sustrato y no pueden eliminar un solo ribonucleótido de una cadena que de otro modo estaría compuesta de desoxirribonucleótidos. Por esta razón, se considera poco probable que las enzimas RNasa H1 estén involucradas en el procesamiento de cebadores de ARN de fragmentos de Okazaki durante la replicación del ADN . [2] La RNasa H1 no es esencial en organismos unicelulares donde se ha investigado; en E. coli , los knockouts de RNasa H1 confieren un fenotipo sensible a la temperatura, [7] y en S. cerevisiae , producen defectos en la respuesta al estrés. [23]

En muchos eucariotas, incluidos los mamíferos , los genes de la RNasa H1 incluyen una secuencia de direccionamiento mitocondrial , que conduce a la expresión de isoformas con y sin el MTS presente. Como resultado, la RNasa H1 se localiza tanto en las mitocondrias como en el núcleo . " En modelos de ratones knockout , los mutantes nulos de RNasa H1 son letales durante la embriogénesis debido a defectos en la replicación del ADN mitocondrial ". [2] [24] [25] Los defectos en la replicación del ADN mitocondrial inducidos por la pérdida de RNasa H1 probablemente se deban a defectos en el procesamiento del bucle R. [22]

Ribonucleasa H2

En procariotas, la RNasa H2 es enzimáticamente activa como proteína monomérica. En eucariotas, es un heterotrímero obligado compuesto por una subunidad catalítica A y subunidades estructurales B y C. Mientras que la subunidad A es estrechamente homóloga a la RNasa H2 procariótica, las subunidades B y C no tienen homólogos aparentes en procariotas y están mal conservadas en el nivel de secuencia incluso entre eucariotas. [26] [27] La ​​subunidad B media las interacciones proteína-proteína entre el complejo H2 y PCNA , que localiza H2 en focos de replicación . [28]

Tanto las enzimas H2 procarióticas como las eucariotas pueden escindir ribonucleótidos individuales en una cadena. [2] sin embargo, tienen patrones de escisión y preferencias de sustrato ligeramente diferentes: las enzimas procarióticas tienen menor procesividad e hidrolizan ribonucleótidos sucesivos de manera más eficiente que los ribonucleótidos con un desoxirribonucleótido 5' , mientras que las enzimas eucariotas son más procesivas e hidrolizan ambos tipos de sustrato con eficiencia similar. [2] [27] La ​​especificidad de sustrato de la RNasa H2 le otorga un papel en la reparación por escisión de ribonucleótidos , eliminando los ribonucleótidos mal incorporados del ADN, además del procesamiento del bucle R. [29] [30] [28] Aunque tanto H1 como H2 están presentes en el núcleo de las células de mamíferos , H2 es la fuente dominante de actividad de la RNasa H allí y es importante para mantener la estabilidad del genoma. [28]

Algunos procariotas poseen un gen adicional de tipo H2 denominado RNasa HIII en la nomenclatura de números romanos utilizada para los genes procarióticos. Las proteínas HIII están más estrechamente relacionadas con el grupo H2 por identidad de secuencia y similitud estructural, pero tienen preferencias de sustrato que se parecen más a H1. [7] [31] A diferencia de HI y HII, que están ampliamente distribuidos entre procariotas, HIII se encuentra sólo en unos pocos organismos con una distribución taxonómica dispersa; es algo más común en arqueas y rara vez o nunca se encuentra en el mismo genoma procariótico que HI. [32]

Mecanismo

Mecanismo de reacción de la ARNasa H
Mecanismo de reacción para la catálisis de la RNasa H utilizando dos iones metálicos en el dominio de la RNasa H del VIH-1

El sitio activo de casi todas las RNasas H contiene cuatro residuos de aminoácidos cargados negativamente, conocidos como motivo DEDD; a menudo también está presente una histidina, por ejemplo en VIH-1, humano o E. coli. [2] [7]

Los residuos cargados unen dos iones metálicos necesarios para la catálisis; en condiciones fisiológicas se trata de iones de magnesio , pero el manganeso también suele favorecer la actividad enzimática, [2] [7] mientras que el calcio o una alta concentración de Mg2+ inhiben la actividad. [11] [33] [34]

Basado en evidencia experimental y simulaciones por computadora, la enzima activa una molécula de agua unida a uno de los iones metálicos con la histidina conservada. [33] [35] El estado de transición es de naturaleza asociativa [17] y forma un intermedio con el grupo saliente fosfato protonado y alcóxido desprotonado. [35] El grupo saliente se protona a través del glutamato, que tiene un pKa elevado y es probable que se protone. El mecanismo es similar al de la RNasa T y la subunidad RuvC de la enzima Cas9 , que también utilizan un mecanismo de histidina y de iones de dos metales.

El mecanismo de liberación del producto escindido aún está sin resolver. La evidencia experimental de cristalografía de resolución temporal y nucleasas similares apunta a la participación de un tercer ion en la reacción reclutado en el sitio activo. [36] [37]

En biología humana

El genoma humano contiene cuatro genes que codifican la RNasa H:

Además, el material genético de origen retroviral aparece con frecuencia en el genoma, lo que refleja la integración de los genomas de los retrovirus endógenos humanos . Dichos eventos de integración dan como resultado la presencia de genes que codifican la transcriptasa inversa retroviral , que incluye un dominio RNasa H. Un ejemplo es ERVK6 . [38] Los retrotransposones de repetición terminal larga (LTR) y de repetición terminal no larga (no LTR) también son comunes en el genoma y a menudo incluyen sus propios dominios de RNasa H, con una historia evolutiva compleja. [39] [40] [41]

Papel en la enfermedad

La estructura del complejo H2 humano trimérico, con la subunidad catalítica A en azul, la subunidad estructural B en marrón y la subunidad estructural C en rosa. Aunque las subunidades B y C no interactúan con el sitio activo, son necesarias para la actividad. Los residuos catalíticos en el sitio activo se muestran en magenta. Las posiciones que se muestran en amarillo son aquellas con mutaciones AGS conocidas. La mutación AGS más común ( alanina a treonina en la posición 177 de la subunidad B) se muestra como una esfera verde. Muchas de estas mutaciones no alteran la actividad catalítica in vitro , pero desestabilizan el complejo o interfieren con las interacciones proteína-proteína con otras proteínas de la célula. [42]

En pequeños estudios, las mutaciones en la RNasa H1 humana se han asociado con oftalmoplejía externa progresiva crónica , una característica común de la enfermedad mitocondrial . [25]

Las mutaciones en cualquiera de las tres subunidades de la RNasa H2 están bien establecidas como causas de un raro trastorno genético conocido como síndrome de Aicardi-Goutières (AGS), [3] que se manifiesta como síntomas neurológicos y dermatológicos a una edad temprana. [43] Los síntomas de AGS se parecen mucho a los de una infección viral congénita y están asociados con una regulación positiva inadecuada del interferón tipo I. La AGS también puede ser causada por mutaciones en otros genes: TREX1 , SAMHD1 , ADAR y MDA5 /IFIH1, todos los cuales participan en el procesamiento de ácidos nucleicos. [44] La caracterización de la distribución mutacional en una población de pacientes con AGS encontró 5 % de todas las mutaciones de AGS en RNASEH2A, 36 % en 2B y 12 % en 2C. [45] Las mutaciones en 2B se han asociado con un deterioro neurológico algo más leve [46] y con una ausencia de regulación positiva del gen inducida por interferón que puede detectarse en pacientes con otros genotipos asociados a AGS. [44]

En virus

La estructura cristalina del heterodímero de transcriptasa inversa del VIH (amarillo y verde), con el dominio RNasa H mostrado en azul (sitio activo en esferas magenta). La cadena de ácido nucleico naranja es ARN, la cadena roja es ADN. [47]

Dos grupos de virus utilizan la transcripción inversa como parte de sus ciclos de vida: los retrovirus , que codifican sus genomas en ARN monocatenario y se replican a través de un intermediario de ADN bicatenario; y virus dsDNA-RT , que replican sus genomas de ADN bicatenario a través de un intermediario de ARN "pregenoma". Los ejemplos patógenos incluyen el virus de la inmunodeficiencia humana y el virus de la hepatitis B , respectivamente. Ambos codifican grandes proteínas transcriptasa inversa (RT) multifuncionales que contienen dominios RNasa H. [48] ​​[49]

Las proteínas retrovirales RT del VIH-1 y el virus de la leucemia murina son los miembros de la familia mejor estudiados. [50] [51] La RT retroviral es responsable de convertir el genoma de ARN monocatenario del virus en ADN bicatenario. Este proceso requiere tres pasos: primero, la actividad de la ADN polimerasa dependiente de ARN produce ADN de cadena negativa a partir del molde de ARN de cadena positiva, generando un intermedio híbrido de ARN:ADN; en segundo lugar, se destruye la cadena de ARN; y tercero, la actividad de la ADN polimerasa dependiente de ADN sintetiza ADN de cadena positiva, generando ADN de doble cadena como producto final. El segundo paso de este proceso lo lleva a cabo un dominio RNasa H ubicado en el extremo C de la proteína RT. [5] [6] [52] [53]

La RNasa H realiza tres tipos de acciones de escisión: degradación no específica del genoma de ARN de cadena positiva, eliminación específica del cebador de ARNt de cadena negativa y eliminación del cebador del tracto de polipurina rico en purinas (PPT) de cadena positiva. [54] La RNasa H desempeña un papel en el cebado de la cadena positiva, pero no en el método convencional de síntesis de una nueva secuencia de cebador. Más bien, la RNasa H crea un "cebador" a partir del PPT que es resistente a la escisión de la RNasa H. Al eliminar todas las bases excepto el PPT, el PPT se utiliza como marcador para el final de la región U3 de su repetición terminal larga . [53]

Debido a que la actividad de la RNasa H es necesaria para la proliferación viral, este dominio se ha considerado un objetivo farmacológico para el desarrollo de fármacos antirretrovirales utilizados en el tratamiento del VIH/SIDA y otras afecciones causadas por retrovirus. Se han identificado inhibidores de la RNasa H retroviral de varios quimiotipos diferentes, muchos de los cuales tienen un mecanismo de acción basado en la quelación de los cationes del sitio activo. [55] Los inhibidores de la transcriptasa inversa que inhiben específicamente la función polimerasa de la RT tienen un uso clínico generalizado, pero no los inhibidores de la función RNasa H; es la única función enzimática codificada por el VIH que aún no está dirigida a los fármacos de uso clínico. [52] [56]

Evolución

Las RNasas H están ampliamente distribuidas y ocurren en todos los ámbitos de la vida . La familia pertenece a una superfamilia más grande de enzimas nucleasas [8] [9] y se considera evolutivamente antigua. [57] En los genomas procarióticos, a menudo están presentes múltiples genes de RNasa H, pero hay poca correlación entre la aparición de genes HI, HII y HIII y las relaciones filogenéticas generales , lo que sugiere que la transferencia horizontal de genes puede haber desempeñado un papel en el establecimiento de la distribución de estas enzimas. Las RNasa HI y HIII rara vez o nunca aparecen en el mismo genoma procariótico. Cuando el genoma de un organismo contiene más de un gen de RNasa H, a veces tienen diferencias significativas en el nivel de actividad. Se ha sugerido que estas observaciones reflejan un patrón evolutivo que minimiza la redundancia funcional entre los genes de la RNasa H. [7] [32] La RNasa HIII, que es exclusiva de los procariotas, tiene una distribución taxonómica dispersa y se encuentra tanto en bacterias como en arqueas ; [32] se cree que se separó del HII bastante pronto. [58]

La trayectoria evolutiva de la RNasa H2 en eucariotas, especialmente el mecanismo por el cual los homólogos eucariotas se convirtieron en heterotrímeros obligados, no está clara; las subunidades B y C no tienen homólogos aparentes en los procariotas. [2] [27]

Aplicaciones

Debido a que la RNasa H degrada específicamente solo el ARN en híbridos de ARN:ADN de doble cadena, se usa comúnmente como reactivo de laboratorio en biología molecular . Se encuentran disponibles comercialmente preparaciones purificadas de RNasa HI y HII de E. coli . La RNasa HI se utiliza a menudo para destruir el molde de ARN después de la síntesis de la primera cadena de ADN complementario (ADNc) mediante transcripción inversa . También se puede utilizar para escindir secuencias de ARN específicas en presencia de segmentos cortos de ADN complementarios. [59] Para la detección se pueden utilizar técnicas altamente sensibles, como la resonancia de plasmón superficial . [60] [61] La RNasa HII se puede utilizar para degradar el componente cebador de ARN de un fragmento de Okazaki o para introducir mellas monocatenarias en posiciones que contienen un ribonucleótido. [59] Se ha descrito una variante de la PCR de inicio en caliente , conocida como PCR dependiente de RNasa H o rhPCR, utilizando una RNasa HII termoestable de la arqueona hipertermófila Pyrococcus abyssi . [62] Es de destacar que la proteína inhibidora de la ribonucleasa comúnmente utilizada como reactivo no es eficaz para inhibir la actividad de HI o HII. [59]

Historia

Las ribonucleasas H se descubrieron por primera vez en el laboratorio de Peter Hausen cuando los investigadores encontraron actividad endonucleasa híbrida ARN:ADN en el timo de la pantorrilla en 1969 y le dieron el nombre de "ribonucleasa H " para designar su especificidad híbrida . [26] [63] [64] La actividad de la RNasa H se descubrió posteriormente en E. coli [65] y en una muestra de oncovirus con genomas de ARN durante los primeros estudios de transcripción inversa viral . [66] [67] Más tarde quedó claro que el extracto de timo de ternera contenía más de una proteína con actividad RNasa H [68] y que E. coli contenía dos genes de RNasa H. [69] [70] Originalmente, la enzima ahora conocida como RNasa H2 en eucariotas se designó H1 y viceversa, pero los nombres de las enzimas eucariotas se cambiaron para que coincidieran con los de E. coli para facilitar el análisis comparativo, lo que produjo la nomenclatura moderna en las cuales las enzimas procarióticas se designan con números romanos y las enzimas eucariotas con números arábigos. [2] [26] [31] [71] La RNasa HIII procariótica, reportada en 1999, fue el último subtipo de RNasa H identificado. [31]

Caracterizar la ARNasa H2 eucariota fue históricamente un desafío, en parte debido a su baja abundancia. [2] Los cuidadosos esfuerzos de purificación de la enzima sugirieron que, a diferencia de la ARNasa H2 de E. coli , la enzima eucariótica tenía múltiples subunidades. [72] El homólogo de S. cerevisiae de la proteína de E. coli (es decir, la subunidad H2A) fue fácilmente identificable mediante bioinformática cuando se secuenció el genoma de la levadura, [73] pero se descubrió que la proteína correspondiente no tenía actividad enzimática de forma aislada. . [2] [23] Finalmente, las subunidades B y C de la levadura se aislaron mediante copurificación y se descubrió que eran necesarias para la actividad enzimática. [74] Sin embargo, las subunidades B y C de la levadura tienen una identidad de secuencia muy baja con sus homólogos en otros organismos, y las proteínas humanas correspondientes se identificaron de manera concluyente sólo después de que se descubrió que las mutaciones en las tres causaban el síndrome de Aicardi-Goutières . [2] [3]

Referencias

  1. ^ AP : 1JL1 ​; Goedken ER, Marqusee S (diciembre de 2001). "Energía del estado nativo de una variante termoestabilizada de ribonucleasa HI". Revista de biología molecular . 314 (4): 863–71. doi :10.1006/jmbi.2001.5184. PMID  11734003.
  2. ^ abcdefghijklmnopq Cerritelli SM, Crouch RJ (marzo de 2009). "Ribonucleasa H: las enzimas en eucariotas". El Diario FEBS . 276 (6): 1494–505. doi :10.1111/j.1742-4658.2009.06908.x. PMC 2746905 . PMID  19228196. 
  3. ^ abc Crow YJ, Leitch A, Hayward BE, Garner A, Parmar R, Griffith E, et al. (Agosto de 2006). "Las mutaciones en los genes que codifican las subunidades H2 de la ribonucleasa causan el síndrome de Aicardi-Goutières y imitan una infección cerebral viral congénita". Genética de la Naturaleza . 38 (8): 910–6. doi :10.1038/ng1842. PMID  16845400. S2CID  8076225.
  4. ^ abc Figiel M, Nowotny M (agosto de 2014). "La estructura cristalina del complejo sustrato RNasa H3 revela una evolución paralela del reconocimiento de híbridos ARN/ADN". Investigación de ácidos nucleicos . 42 (14): 9285–94. doi : 10.1093/nar/gku615. PMC 4132731 . PMID  25016521. 
  5. ^ abcd Davies JF, Hostomska Z, Hostomsky Z, Jordan SR, Matthews DA (abril de 1991). "Estructura cristalina del dominio ribonucleasa H de la transcriptasa inversa del VIH-1". Ciencia . 252 (5002): 88–95. Código Bib : 1991 Ciencia... 252... 88D. doi : 10.1126/ciencia.1707186. PMID  1707186.
  6. ^ ab Hansen J, Schulze T, Mellert W, Moelling K (enero de 1988). "Identificación y caracterización de la RNasa H específica del VIH mediante anticuerpo monoclonal". La Revista EMBO . 7 (1): 239–43. doi :10.1002/j.1460-2075.1988.tb02805.x. PMC 454263 . PMID  2452083. 
  7. ^ abcdefghijklm Tadokoro T, Kanaya S (marzo de 2009). "Ribonucleasa H: diversidad molecular, dominios de unión a sustrato y mecanismo catalítico de las enzimas procarióticas". El Diario FEBS . 276 (6): 1482–93. doi :10.1111/j.1742-4658.2009.06907.x. PMID  19228197. S2CID  29008571.
  8. ^ ab Majorek KA, Dunin-Horkawicz S, Steczkiewicz K, Muszewska A, Nowotny M, Ginalski K, Bujnicki JM (abril de 2014). "La superfamilia tipo RNasa H: nuevos miembros, análisis estructural comparativo y clasificación evolutiva". Investigación de ácidos nucleicos . 42 (7): 4160–79. doi : 10.1093/nar/gkt1414. PMC 3985635 . PMID  24464998. 
  9. ^ ab Rice P, Craigie R, Davies DR (febrero de 1996). "Integrasas retrovirales y sus primas". Opinión actual en biología estructural . 6 (1): 76–83. doi :10.1016/s0959-440x(96)80098-4. PMID  8696976.
  10. ^ Schmitt TJ, Clark JE, Knotts TA (diciembre de 2009). "Plegamiento multiestado térmico y mecánico de la ribonucleasa H". La Revista de Física Química . 131 (23): 235101. Código bibliográfico : 2009JChPh.131w5101S. doi : 10.1063/1.3270167. PMID  20025349.
  11. ^ ab Nowotny M, Cerritelli SM, Ghirlando R, Gaidamakov SA, Crouch RJ, Yang W (abril de 2008). "Reconocimiento específico del híbrido ARN/ADN y mejora de la actividad de la RNasa H1 humana por HBD". La Revista EMBO . 27 (7): 1172–81. doi :10.1038/emboj.2008.44. PMC 2323259 . PMID  18337749. 
  12. ^ Cecconi C, Shank EA, Bustamante C, Marqusee S (septiembre de 2005). "Observación directa del plegamiento en tres estados de una sola molécula de proteína". Ciencia . 309 (5743): 2057–60. Código Bib : 2005 Ciencia... 309.2057C. doi : 10.1126/ciencia.1116702. PMID  16179479. S2CID  43823877.
  13. ^ Hollien J, Marqusee S (marzo de 1999). "Una comparación termodinámica de ribonucleasas H mesófilas y termófilas". Bioquímica . 38 (12): 3831–6. doi :10.1021/bi982684h. PMID  10090773.
  14. ^ Raschke TM, Marqusee S (abril de 1997). "El intermedio de plegamiento cinético de la ribonucleasa H se asemeja al glóbulo ácido fundido y a las moléculas parcialmente desplegadas detectadas en condiciones nativas". Biología estructural de la naturaleza . 4 (4): 298–304. doi :10.1038/nsb0497-298. PMID  9095198. S2CID  33673059.
  15. ^ Schultz SJ, Champoux JJ (junio de 2008). "Actividad de la RNasa H: estructura, especificidad y función en transcripción inversa". Investigación de virus . 134 (1–2): 86–103. doi :10.1016/j.virusres.2007.12.007. PMC 2464458 . PMID  18261820. 
  16. ^ Champoux JJ, Schultz SJ (marzo de 2009). "Ribonucleasa H: propiedades, especificidad de sustrato y funciones en la transcripción inversa retroviral". El Diario FEBS . 276 (6): 1506–16. doi :10.1111/j.1742-4658.2009.06909.x. PMC 2742777 . PMID  19228195. 
  17. ^ ab Yang W, Lee JY, Nowotny M (abril de 2006). "Producción y descomposición de ácidos nucleicos: catálisis de dos iones Mg2 + y especificidad de sustrato". Célula molecular . 22 (1): 5-13. doi : 10.1016/j.molcel.2006.03.013 . PMID  16600865.
  18. ^ Ohtani N, Haruki M, Morikawa M, Kanaya S (enero de 1999). "Diversidades moleculares de RNasas H". Revista de Biociencia y Bioingeniería . 88 (1): 12–9. doi :10.1016/s1389-1723(99)80168-6. PMID  16232566.
  19. ^ Bubeck D, Reijns MA, Graham SC, Astell KR, Jones EY, Jackson AP (mayo de 2011). "PCNA dirige la actividad de la RNasa H tipo 2 sobre los sustratos de reparación y replicación del ADN". Investigación de ácidos nucleicos . 39 (9): 3652–66. doi :10.1093/nar/gkq980. PMC 3089482 . PMID  21245041. 
  20. ^ Figiel M, Chon H, Cerritelli SM, Cybulska M, Crouch RJ, Nowotny M (marzo de 2011). "La caracterización estructural y bioquímica del complejo RNasa H2 humano revela la base molecular para el reconocimiento de sustratos y los defectos del síndrome de Aicardi-Goutières". La Revista de Química Biológica . 286 (12): 10540–50. doi : 10.1074/jbc.M110.181974 . PMC 3060507 . PMID  21177858. 
  21. ^ Amon JD, Koshland D (diciembre de 2016). "La RNasa H permite la reparación eficiente del daño en el ADN inducido por el bucle R". eVida . 5 : e20533. doi : 10.7554/eLife.20533 . PMC 5215079 . PMID  27938663. 
  22. ^ ab Lima WF, Murray HM, Damle SS, Hart CE, Hung G, De Hoyos CL, et al. (junio de 2016). "Los ratones knockout para RNaseH1 viables muestran que la RNaseH1 es esencial para el procesamiento del bucle R y la función mitocondrial y hepática". Investigación de ácidos nucleicos . 44 (11): 5299–312. doi :10.1093/nar/gkw350. PMC 4914116 . PMID  27131367. 
  23. ^ ab Arudchandran A, Cerritelli S, Narimatsu S, Itaya M, Shin DY, Shimada Y, Crouch RJ (octubre de 2000). "La ausencia de ribonucleasa H1 o H2 altera la sensibilidad de Saccharomyces cerevisiae a la hidroxiurea, la cafeína y el metanosulfonato de etilo: implicaciones para las funciones de las ARNasas H en la replicación y reparación del ADN". De genes a células . 5 (10): 789–802. doi : 10.1046/j.1365-2443.2000.00373.x . PMID  11029655.
  24. ^ Cerritelli SM, Frolova EG, Feng C, Grinberg A, Love PE, Crouch RJ (marzo de 2003). "La falta de producción de ADN mitocondrial da como resultado la letalidad embrionaria en ratones nulos Rnaseh1". Célula molecular . 11 (3): 807–15. doi : 10.1016/s1097-2765(03)00088-1 . PMID  12667461.
  25. ^ ab Reyes A, Melchionda L, Nasca A, Carrara F, Lamantea E, Zanolini A, et al. (Julio de 2015). "Las mutaciones de ARNASEH1 alteran la replicación del ADNmt y causan encefalomiopatía mitocondrial de inicio en la edad adulta". Revista Estadounidense de Genética Humana . 97 (1): 186–93. doi :10.1016/j.ajhg.2015.05.013. PMC 4572567 . PMID  26094573. 
  26. ^ abc Hollis T, Shaban NM (1 de enero de 2011). "Estructura y función de las enzimas RNasa H". En Nicholson AW (ed.). Ribonucleasas . Ácidos nucleicos y biología molecular. Springer Berlín Heidelberg. págs. 299–317. doi :10.1007/978-3-642-21078-5_12. ISBN 978-3-642-21077-8.
  27. ^ abc Chon H, Vassilev A, DePamphilis ML, Zhao Y, Zhang J, Burgers PM, et al. (Enero de 2009). "Contribuciones de las dos subunidades accesorias, RNASEH2B y RNASEH2C, a la actividad y propiedades del complejo RNasa H2 humano". Investigación de ácidos nucleicos . 37 (1): 96-110. doi : 10.1093/nar/gkn913. PMC 2615623 . PMID  19015152. 
  28. ^ abc Reijns MA, Jackson AP (agosto de 2014). "Ribonucleasa H2 en la salud y la enfermedad". Transacciones de la sociedad bioquímica . 42 (4): 717–25. doi :10.1042/BST20140079. PMID  25109948.
  29. ^ Wahba L, Amon JD, Koshland D, Vuica-Ross M (diciembre de 2011). "La RNasa H y múltiples factores de biogénesis de ARN cooperan para evitar que los híbridos de ARN: ADN generen inestabilidad del genoma". Célula molecular . 44 (6): 978–88. doi :10.1016/j.molcel.2011.10.017. PMC 3271842 . PMID  22195970. 
  30. ^ Kim N, Huang SN, Williams JS, Li YC, Clark AB, Cho JE y col. (junio de 2011). "Procesamiento mutagénico de ribonucleótidos en el ADN por la topoisomerasa I de levadura". Ciencia . 332 (6037): 1561–4. Código Bib : 2011 Ciencia... 332.1561K. doi :10.1126/ciencia.1205016. PMC 3380281 . PMID  21700875. 
  31. ^ abc Ohtani N, Haruki M, Morikawa M, Crouch RJ, Itaya M, Kanaya S (enero de 1999). "Identificación de los genes que codifican la RNasa HII dependiente de Mn2 + y la RNasa HIII dependiente de Mg2 + de Bacillus subtilis: clasificación de las RNasas H en tres familias". Bioquímica . 38 (2): 605–18. doi :10.1021/bi982207z. PMID  9888800.
  32. ^ abc Kochiwa H, Tomita M, Kanai A (julio de 2007). "Evolución de genes de ribonucleasa H en procariotas para evitar la herencia de genes redundantes". Biología Evolutiva del BMC . 7 : 128. doi : 10.1186/1471-2148-7-128 . PMC 1950709 . PMID  17663799. 
  33. ^ ab Alla NR, Nicholson AW (diciembre de 2012). "Evidencia de un papel funcional dual de una histidina conservada en la escisión del heterodúplex de ARN·ADN por la ARNasa H1 humana". Revista FEBS . 279 (24): 4492–500. doi :10.1111/febs.12035. PMC 3515698 . PMID  23078533. 
  34. ^ Rosta E, Yang W, Hummer G (febrero de 2014). "Inhibición del calcio de la catálisis de iones bimetálicos de la ribonucleasa H1". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 136 (8): 3137–44. doi :10.1021/ja411408x. PMC 3985467 . PMID  24499076. 
  35. ^ ab Dürr S, Bohusewicz O, Berta D, Suardiaz R, Peter C, Jambrina PG, Peter C, Shao Y, Rosta E (16 de junio de 2021). "El papel de los residuos conservados en el motivo DEDDh: el mecanismo de transferencia de protones de la ARNasa H del VIH-1". Catálisis ACS . 11 (13): 7915–7927. doi :10.1021/acscatal.1c01493. S2CID  236285134.
  36. ^ Gan J, Shaw G, Tropea JE, Waugh DS, Court DL, Ji X (enero de 2008). "Un modelo paso a paso para el procesamiento de ARN bicatenario mediante la ribonucleasa III". Mol Microbiol . 67 (1): 143–54. doi : 10.1111/j.1365-2958.2007.06032.x . PMID  18047582.
  37. ^ Samara NL, Yang W (agosto de 2019). "El tráfico de cationes impulsa la hidrólisis del ARN". Naturaleza Biología estructural y molecular . 25 (8): 715–721. doi :10.1038/s41594-018-0099-4. PMC 6110950 . PMID  30076410. 
  38. ^ Reus K, Mayer J, Sauter M, Scherer D, Müller-Lantzsch N, Meese E (marzo de 2001). "Organización genómica del retrovirus endógeno humano HERV-K (HML-2.HOM) (ERVK6) en el cromosoma 7". Genómica . 72 (3): 314–20. doi :10.1006/geno.2000.6488. PMID  11401447.
  39. ^ Ustyantsev K, Blinov A, Smyshlyaev G (14 de marzo de 2017). "Convergencia de retrotransposones en oomicetos y plantas". ADN móvil . 8 (1): 4. doi : 10.1186/s13100-017-0087-y . PMC 5348765 . PMID  28293305. 
  40. ^ Ustyantsev K, Novikova O, Blinov A, Smyshlyaev G (mayo de 2015). "Evolución convergente de ribonucleasa h en retrotransposones y retrovirus LTR". Biología Molecular y Evolución . 32 (5): 1197–207. doi :10.1093/molbev/msv008. PMC 4408406 . PMID  25605791. 
  41. ^ Malik HS (2005). "Evolución de la ribonucleasa H en elementos retrotransponibles". Investigación citogenética y genómica . 110 (1–4): 392–401. doi :10.1159/000084971. PMID  16093691. S2CID  7481781.
  42. ^ Figiel M, Chon H, Cerritelli SM, Cybulska M, Crouch RJ, Nowotny M (marzo de 2011). "La caracterización estructural y bioquímica del complejo RNasa H2 humano revela la base molecular para el reconocimiento de sustratos y los defectos del síndrome de Aicardi-Goutières". La Revista de Química Biológica . 286 (12): 10540–50. doi : 10.1074/jbc.M110.181974 . PMC 3060507 . PMID  21177858. 
  43. ^ Orcesi S, La Piana R, Fazzi E (2009). "Síndrome de Aicardi-Goutieres". Boletín médico británico . 89 : 183-201. doi : 10.1093/bmb/ldn049 . PMID  19129251.
  44. ^ ab Crow YJ, Manel N (julio de 2015). "El síndrome de Aicardi-Goutières y las interferonopatías tipo I". Reseñas de la naturaleza. Inmunología . 15 (7): 429–40. doi :10.1038/nri3850. PMID  26052098. S2CID  34259643.
  45. ^ Crow YJ, Chase DS, Lowenstein Schmidt J, Szynkiewicz M, Forte GM, Gornall HL y otros. (febrero de 2015). "Caracterización de fenotipos de enfermedades humanas asociadas con mutaciones en TREX1, RNASEH2A, RNASEH2B, RNASEH2C, SAMHD1, ADAR e IFIH1". Revista Estadounidense de Genética Médica. Parte A. 167A (2): 296–312. doi : 10.1002/ajmg.a.36887. PMC 4382202 . PMID  25604658. 
  46. ^ Rice G, Patrick T, Parmar R, Taylor CF, Aeby A, Aicardi J, et al. (octubre de 2007). "Fenotipo clínico y molecular del síndrome de Aicardi-Goutières". Revista Estadounidense de Genética Humana . 81 (4): 713–25. doi :10.1086/521373. PMC 2227922 . PMID  17846997. 
  47. ^ Sarafianos SG, Das K, Tantillo C, Clark AD, Ding J, Whitcomb JM, et al. (Marzo de 2001). "Estructura cristalina de la transcriptasa inversa del VIH-1 en complejo con un ARN: ADN del tracto de polipurina". La Revista EMBO . 20 (6): 1449–61. doi :10.1093/emboj/20.6.1449. PMC 145536 . PMID  11250910. 
  48. ^ Seeger C, Mason WS (mayo de 2015). "Biología molecular de la infección por el virus de la hepatitis B". Virología . 479–480: 672–86. doi :10.1016/j.virol.2015.02.031. PMC 4424072 . PMID  25759099. 
  49. ^ Moelling K, Broecker F, Kerrigan JE (1 de enero de 2014). "RNasa H: especificidad, mecanismos de acción y objetivo antiviral". En Vicenzi E, Poli G (eds.). Retrovirus humanos . Métodos en biología molecular. vol. 1087. Prensa Humana. págs. 71–84. doi :10.1007/978-1-62703-670-2_7. ISBN 978-1-62703-669-6. PMID  24158815.
  50. ^ Mizuno M, Yasukawa K, Inouye K (febrero de 2010). "Conocimiento del mecanismo de estabilización de la transcriptasa inversa del virus de la leucemia murina Moloney mediante la eliminación de la actividad de la RNasa H". Biociencia, Biotecnología y Bioquímica . 74 (2): 440–2. doi :10.1271/bbb.90777. PMID  20139597. S2CID  28110533.
  51. ^ Coté ML, Roth MJ (junio de 2008). "Transcriptasa inversa del virus de la leucemia murina: comparación estructural con la transcriptasa inversa del VIH-1". Investigación de virus . 134 (1–2): 186–202. doi :10.1016/j.virusres.2008.01.001. PMC 2443788 . PMID  18294720. 
  52. ^ ab Nowotny M, Figiel M (1 de enero de 2013). "El dominio de la RNasa H: estructura, función y mecanismo". En LeGrice S, Gotte M (eds.). Transcriptasa inversa del virus de la inmunodeficiencia humana . Springer Nueva York. págs. 53–75. doi :10.1007/978-1-4614-7291-9_3. ISBN 978-1-4614-7290-2.
  53. ^ ab Beilhartz GL, Götte M (abril de 2010). "Rivonucleasa H del VIH-1: estructura, mecanismo catalítico e inhibidores". Virus . 2 (4): 900–26. doi : 10.3390/v2040900 . PMC 3185654 . PMID  21994660. 
  54. ^ Klarmann GJ, Hawkins ME, Le Grice SF (2002). "Descubrir las complejidades de la ribonucleasa H retroviral revela su potencial como objetivo terapéutico". Reseñas sobre el SIDA . 4 (4): 183–94. PMID  12555693.
  55. ^ Tramontano E, Di Santo R (2010). "Inhibidores de la función RNasa H asociada a la RT del VIH-1: avances recientes en el desarrollo de fármacos". Química Medicinal Actual . 17 (26): 2837–53. doi :10.2174/092986710792065045. PMID  20858167.
  56. ^ Cao L, Song W, De Clercq E, Zhan P, Liu X (junio de 2014). "Progresos recientes en la investigación de inhibidores de la RNasa H del VIH-1 de molécula pequeña". Química Medicinal Actual . 21 (17): 1956–67. doi :10.2174/0929867321666140120121158. PMID  24438523.
  57. ^ Ma BG, Chen L, Ji HF, Chen ZH, Yang FR, Wang L, et al. (febrero de 2008). "Caracteres de proteínas muy antiguas". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 366 (3): 607–11. doi :10.1016/j.bbrc.2007.12.014. PMID  18073136.
  58. ^ Brindefalk B, Dessailly BH, Yeats C, Orengo C, Werner F, Poole AM ​​(marzo de 2013). "Historia evolutiva de la superfamilia del dominio TBP". Investigación de ácidos nucleicos . 41 (5): 2832–45. doi : 10.1093/nar/gkt045. PMC 3597702 . PMID  23376926. 
  59. ^ abc Nichols NM, Yue D (1 de enero de 2001). Ribonucleasas . vol. Capítulo 3. John Wiley & Sons, Inc. págs. Unidad 3.13. doi :10.1002/0471142727.mb0313s84. ISBN 978-0-471-14272-0. PMID  18972385. S2CID  221604377. {{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )
  60. ^ Loo JF, Wang SS, Peng F, He JA, He L, Guo YC, et al. (Julio de 2015). "Una plataforma SPR sin PCR que utiliza RNase H para detectar MicroRNA 29a-3p de hisopos de garganta de sujetos humanos con infección por el virus de la influenza A H1N1". El Analista . 140 (13): 4566–75. Código bibliográfico : 2015Ana...140.4566L. doi :10.1039/C5AN00679A. PMID  26000345. S2CID  28974459.
  61. ^ Goodrich TT, Lee HJ, Corn RM (abril de 2004). "Detección directa de ADN genómico mediante mediciones de imágenes SPR amplificadas enzimáticamente de micromatrices de ARN". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 126 (13): 4086–7. CiteSeerX 10.1.1.475.1922 . doi :10.1021/ja039823p. PMID  15053580. 
  62. ^ Dobosy JR, Rose SD, Beltz KR, Rupp SM, Powers KM, Behlke MA, Walder JA (agosto de 2011). "PCR dependiente de RNasa H (rhPCR): especificidad mejorada y detección de polimorfismo de un solo nucleótido utilizando cebadores escindibles bloqueados". BMC Biotecnología . 11 : 80. doi : 10.1186/1472-6750-11-80 . PMC 3224242 . PMID  21831278. 
  63. ^ Stein H, Hausen P (octubre de 1969). "Enzima del timo de ternera que degrada la fracción de ARN de híbridos de ADN-ARN: efecto sobre la ARN polimerasa dependiente de ADN". Ciencia . 166 (3903): 393–5. Código Bib : 1969 Ciencia... 166.. 393S. doi : 10.1126/ciencia.166.3903.393. PMID  5812039. S2CID  43683241.
  64. ^ Hausen P, Stein H (junio de 1970). "Ribonucleasa H. Una enzima que degrada la fracción de ARN de híbridos de ADN-ARN". Revista europea de bioquímica . 14 (2): 278–83. doi : 10.1111/j.1432-1033.1970.tb00287.x . PMID  5506170.
  65. ^ Miller HI, Riggs AD, Gill GN (abril de 1973). "Ribonucleasa H (híbrido) en Escherichia coli. Identificación y caracterización". La Revista de Química Biológica . 248 (7): 2621–4. doi : 10.1016/S0021-9258(19)44152-5 . PMID  4572736.
  66. ^ Mölling K, Bolognesi DP, Bauer H, Büsen W, Plassmann HW, Hausen P (diciembre de 1971). "Asociación de la transcriptasa inversa viral con una enzima que degrada la fracción de ARN de los híbridos de ARN-ADN". Naturaleza . 234 (51): 240–3. doi :10.1038/newbio234240a0. PMID  4331605.
  67. ^ Grandgenett DP, Gerard GF, Green M (diciembre de 1972). "Ribonucleasa H: una actividad ubicua en viriones de virus tumorales de ácido ribonucleico". Revista de Virología . 10 (6): 1136–42. doi :10.1128/jvi.10.6.1136-1142.1972. PMC 356594 . PMID  4118867. 
  68. ^ Büsen W, Hausen P (marzo de 1975). "Distintas actividades de ribonucleasa H en el timo de la pantorrilla". Revista europea de bioquímica . 52 (1): 179–90. doi : 10.1111/j.1432-1033.1975.tb03985.x . PMID  51794.
  69. ^ Kanaya S, Crouch RJ (enero de 1983). "Secuencia de ADN del gen que codifica la ribonucleasa H de Escherichia coli". La Revista de Química Biológica . 258 (2): 1276–81. doi : 10.1016/S0021-9258(18)33189-2 . PMID  6296074.
  70. ^ Itaya M (noviembre de 1990). "Aislamiento y caracterización de una segunda RNasa H (RNasa HII) de Escherichia coli K-12 codificada por el gen rnhB". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 87 (21): 8587–91. Código bibliográfico : 1990PNAS...87.8587I. doi : 10.1073/pnas.87.21.8587 . PMC 55002 . PMID  2172991. 
  71. ^ Crouch RJ, Arudchandran A, Cerritelli SM (1 de enero de 2001). "RNasa H1 de Saccharomyces cerevisiae: métodos y nomenclatura". Ribonucleasas - Parte A. Métodos en enzimología. vol. 341, págs. 395–413. doi :10.1016/s0076-6879(01)41166-9. ISBN 978-0-12-182242-2. PMID  11582793.
  72. ^ Frank P, Braunshofer-Reiter C, Wintersberger U, Grimm R, Büsen W (octubre de 1998). "Clonación del ADNc que codifica la subunidad grande de la RNasa HI humana, un homólogo de la RNasa HII procariótica". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 95 (22): 12872–7. Código bibliográfico : 1998PNAS...9512872F. doi : 10.1073/pnas.95.22.12872 . PMC 23637 . PMID  9789007. 
  73. ^ Frank P, Braunshofer-Reiter C, Wintersberger U (enero de 1998). "La RNasa H (35) de levadura es la contraparte de la RNasa HI de los mamíferos y está relacionada evolutivamente con la RNasa HII procariótica". Cartas FEBS . 421 (1): 23–6. doi :10.1016/s0014-5793(97)01528-7. PMID  9462832.
  74. ^ Jeong HS, Backlund PS, Chen HC, Karavanov AA, Crouch RJ (1 de enero de 2004). "La ARNasa H2 de Saccharomyces cerevisiae es un complejo de tres proteínas". Investigación de ácidos nucleicos . 32 (2): 407–14. doi :10.1093/nar/gkh209. PMC 373335 . PMID  14734815. 

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