ARN Y
Os ARN Y (ou Y RNA polas súas siglas en inglés) son pequenos ARN non codificantes. Son compoñentes da partícula ribonucleoproteica Ro60[1] que é unha diana para anticorpos autoinmunes en pacientes de lupus eritematoso sistémico.[2] Son tamén necesarios para a replicación do ADN por medio de interaccións coa cromatina e proteínas de iniciación.[3][4]
| Y RNA | |
|---|---|
 Estrutura secundaria predita e secuencia de conservación do ARN Y | |
| Identificadores | |
| Símbolo | Y_RNA |
| Alt. Symbols | Y1; Y2; Y3; Y5 |
| Rfam | RF00019 |
| Outros datos | |
| Dominio(s) | Eukaryota |
| Estruturas PDB | PDBe |
Estrutura
editarPredíxose que estes pequenos ARN se pregan formando un talo conservado formado polos extremos 3' e 5' do ARN e caracterízase por ter unha soa citosina protuberante, que son os requirimentos para a unión de Ro.[5][6][7]
Función
editarDescribíronse na literatura dúas funcións dos ARN Y: como represor de Ro60 e como factor de iniciación para a replicación do ADN. Os ARN Y mutantes humanos que carecen do sitio de unión conservado para a proteína Ro60 aínda poden manter a replicación do ADN,[3] o que indica que a unión á proteína Ro e a promoción da replicación do ADN son dúas funcións separables dos ARN Y. Aínda que os pequenos ARN derivados de ARN Y son similares en tamaño aos microARN, mostrouse que estes fragmentos de ARN Y non están implicados na vía dos microARN.[8]
Inhibición de Ro60
editarNo seu estado libre, Ro únese a varios ARN mal pregados como os ARNr 5S incorrectamente pregados, e pénsase que actúa como un tipo de mecanismo de control de calidade.[9] As estruturas cristalinas de Ro acomplexado con ARN Y ou con outro ARN mostraron que Ro se une aos extremos 3' monocatenarios dos ARN de maneira relativamente non específica, mentres que o ARN Y se une especificamente nun segundo sitio que regula o acceso doutros ARN.[5] Na bacteria Deinococcus, o Ro libre tamén funciona na maduración do ARNr 23S.[10] En Deinococcus, os mutantes que carecen de ARN Y son viables, e o ARN Y parece ser inestable agás cando está en complexo con Ro.[10]
Iniciación da replicación do ADN
editarOs ARN Y humanos son necesarios funcionalmente para a replicación do ADN.[3] O fraccionamento bioquímico e experimentos de reconstitución estableceron un requirimento funcional dos ARN Y humanos para a replicación do ADN cromosómica en núcleos de células illados de vertebrados in vitro[3] e a degradación específica dos ARN Y humanos inhibe a replicación do ADN in vitro e en células intactas in vivo.[3] A función do ARN Y crese que está mediada por interaccións coa cromatina e proteínas de iniciación (incluíndo o complexo de recoñecemento da orixe)[4]
En patoloxía humana
editarOs ARN Y sobreexprésanse nalgúns tumores humanos e cómpren para a proliferación celular[11] e os pequenos produtos de degradación do tamaño de microARN poden estar implicados na autoinmunidade e outras condicións patolóxicas.[12] Traballos recentes demostraron que os ARN Y son modificados no seu extremo 3'pola poli(A) polimerase non canónica PAPD5 e o tipo de cola oligo(A) engadida pola PAPD5 é un marcador para o procesamento do extremo 3' pola ribonuclease PARN/EXOSC10 ou para a degradación pola exonuclease DIS3L.[13] Como a deficiencia de PARN causa unha grave forma da enfermidade da medula ósea disqueratose conxénita e fibrose pulmonar,[14][15] É posible que defectos no procesamento do ARN Y contribúan á grave pataloxía observada neses pacientes.
Distribución entre as especies
editarAtopáronse presuntos homólogos do ARN Y e da proteína Ro en eucariotas e bacterias.[6][16]
Homo sapiens
editarOs humanos parecen ter catro ARN Y denominados hY1, hY3, hY4 e hY5[16] e tamén un gran número de pseudoxenes para ARN Y.
C. elegans
editarO nematodo Caenorhabditis elegans ten un, denominado ARN CeY e un gran número de ARN de talo-protuberancia (stem-bulge RNA ou sbRNA) que se cre que son tamén homólogos do ARN Y.[17][18]
D. radiodurans
editarA bacteria resistente á radiación Deinococcus radiodurans codifica un homólogo de Ro chamado rsr ("Ro sixty related"), e polo menos catro pequenos ARN acumúlanse en Deinococcus baixo condicións nas que a expresión de rsr é inducida pola irradiación ultravioleta; un destes ARN parece ser un homólogo de ARN Y.[19] En Deinococcus radiodurans Rsr queda ligado por medio do ARN Y á exorribonuclease PNPase e canaliza ARN monocatenario á cavidade da PNPase. Rsr e ARN Y potencian a degradación de ARN estruturados pola PNPase. Este papel podería non estar conservado, xa que Rsr e os ARN non codificantes chamados YrlA e YrlB (similares a ARN Y) tamén se asocian coa PNPase nunha bacteria evolutivamnte distante como é Salmonella Typhimurium.[20]
Notas
editar- ↑ Y RNAs: recent developments. Adam E. Hall, Carly Turnbull, Tamas Dalmay. Biomolecular Concepts. 2013 January; 4(2):103-110. doi 10.1515/bmc-2012-0050.
- ↑ Lerner, MR; Boyle JA; Hardin JA; Steitz JA (1981). "Two novel classes of small ribonucleoproteins detected by antibodies associated with lupus erythematosus". Science 211 (4480): 400–402. PMID 6164096. doi:10.1126/science.6164096.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Christov CP, Gardiner TJ, Szüts D, Krude T (2006). "Functional Requirement of Noncoding Y RNAs for Human Chromosomal DNA Replication". Mol. Cell. Biol. 26 (18): 6993–7004. PMC 1592862. PMID 16943439. doi:10.1128/MCB.01060-06.
- ↑ 4,0 4,1 Zhang, AT; Langley, AR; Christov, CP; Kheir, E; Shafee, T; Gardiner, TJ; Krude, T (Jun 15, 2011). "Dynamic interaction of Y RNAs with chromatin and initiation proteins during human DNA replication.". Journal of Cell Science 124 (Pt 12): 2058–69. PMC 3104036. PMID 21610089. doi:10.1242/jcs.086561.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 Stein, AJ; Fuchs G; Fu C; Wolin SL; Reinisch KM (2005). "Structural insights into RNA quality control: The Ro autoantigen binds misfolded RNAs via its central cavity". Cell 121 (4): 529–537. PMC 1769319. PMID 15907467. doi:10.1016/j.cell.2005.03.009.
- ↑ 6,0 6,1 Teunissen SW, Kruithof MJ, Farris AD, Harley JB, Venrooij WJ, Pruijn GJ (2000). "Conserved features of Y RNAs: a comparison of experimentally derived secondary structures". Nucleic Acids Res. 28 (2): 610–9. PMC 102524. PMID 10606662. doi:10.1093/nar/28.2.610.
- ↑ Green, CD; Long KS; Shi H; Wolin SL (1998). "Binding of the 60-kDa Ro autoantigen to Y RNAs: evidence for recognition in the major groove of a conserved helix". RNA 4 (7): 750–765. PMC 1369656. PMID 9671049. doi:10.1017/S1355838298971667.
- ↑ Biogenesis of Y RNA-derived small RNAs is independent of the microRNA pathway. Francisco Esteban Nicolas, Adam E. Hall, Tibor Csorba, Carly Turnbull, Tamas Dalmay. FEBS Letters. 2012 April; 586(8):1226-1230. doi 10.1016/j.febslet.2012.03.026.
- ↑ Reinisch, KM; Wolin SL (2007). "Emerging themes in non-coding RNA quality control". Current Opinion in Structural Biology 17 (2): 209–214. PMID 17395456. doi:10.1016/j.sbi.2007.03.012.
- ↑ 10,0 10,1 Chen X, Wurtmann EJ, Van Batavia J, Zybailov B, Washburn MP, Wolin SL (2007). "An ortholog of the Ro autoantigen functions in 23S rRNA maturation in D. radiodurans". Genes Dev. 21 (11): 1328–39. PMC 1877746. PMID 17510283. doi:10.1101/gad.1548207.
- ↑ Christov CP, Trivier E, Krude T (March 2008). "Noncoding human Y RNAs are overexpressed in tumours and required for cell proliferation". Br. J. Cancer 98 (5): 981–8. PMC 2266855. PMID 18283318. doi:10.1038/sj.bjc.6604254.
- ↑ Verhagen AP, Pruijn GJ. Are the Ro RNP-associated Y RNAs concealing microRNAs? Y RNA-derived miRNAs may be involved in autoimmunity. Bioessays. 2011 Sep;33(9):674-82. doi 10.1002/bies.201100048.
- ↑ Shukla, Siddharth; Parker, Roy (2017-09-26). "PARN Modulates Y RNA Stability and Its 3′-End Formation". Molecular and Cellular Biology 37 (20). ISSN 0270-7306. PMC 5615183. PMID 28760775. doi:10.1128/MCB.00264-17.
- ↑ Stuart, Bridget D.; Choi, Jungmin; Zaidi, Samir; Xing, Chao; Holohan, Brody; Chen, Rui; Choi, Mihwa; Dharwadkar, Pooja; Torres, Fernando (May 2015). "Exome Sequencing Links Mutations in PARN and RTEL1 with Familial Pulmonary Fibrosis and Telomere Shortening". Nature Genetics 47 (5): 512–517. ISSN 1061-4036. PMC 4414891. PMID 25848748. doi:10.1038/ng.3278.
- ↑ Tummala, Hemanth; Walne, Amanda; Collopy, Laura; Cardoso, Shirleny; de la Fuente, Josu; Lawson, Sarah; Powell, James; Cooper, Nicola; Foster, Alison (2015-05-01). "Poly(A)-specific ribonuclease deficiency impacts telomere biology and causes dyskeratosis congenita". The Journal of Clinical Investigation 125 (5): 2151–2160. ISSN 0021-9738. PMC 4463202. PMID 25893599. doi:10.1172/JCI78963.
- ↑ 16,0 16,1 Perreault J, Perreault JP, Boire G (2007). "Ro-associated Y RNAs in metazoans: evolution and diversification". Mol. Biol. Evol. 24 (8): 1678–89. PMID 17470436. doi:10.1093/molbev/msm084.
- ↑ Van Horn, DJ; Eisenberg D; O'Brien CA; Wolin SL (1995). "Caenorhabditis elegans embryos contain only one major species of Ro RNP". RNA 1 (3): 293–303. PMC 1369082. PMID 7489501.
- ↑ Boria I, Gruber AR, Tanzer A, et al. (March 2010). "Nematode sbRNAs: Homologs of Vertebrate Y RNAs". J Mol Evol 70 (4): 346–58. PMID 20349053. doi:10.1007/s00239-010-9332-4.
- ↑ Chen, X; Quinn AM; Wolin SL (2000). "Ro ribonucleoproteins contribute to the resistance of Deinococcus radiodurans to ultraviolet irradiation". Genes Dev 14 (7): 777–782. PMC 316496. PMID 10766734. doi:10.1101/gad.14.7.777.
- ↑ Chen, X.; Taylor, D. W.; Fowler, C. C.; Galan, J. E.; Wang, H.W.; Wolin, S. L. (2013). "An RNA degradation machine sculpted by Ro autoantigen and noncoding RNA". Cell 153 (1): 166–77. PMC 3646564. PMID 23540697. doi:10.1016/j.cell.2013.02.037.