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Prp8

Prp8 se refiere tanto a la proteína Prp8 como al gen Prp8 . El nombre de Prp8 proviene de su participación en el procesamiento del ARNm precursor . La proteína Prp8 es una prote...

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Prp8 se refiere tanto a la proteína Prp8 como al gen Prp8 . El nombre de Prp8 proviene de su participación en el procesamiento del ARNm precursor . La proteína Prp8 es una proteína grande, altamente conservada y única 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 principal del núcleo catalítico en el espliceosoma, y ​​el espliceosoma es responsable del empalme del ARNm precursor que contiene intrones y exones . Los intrones no expresados ​​son eliminados por el complejo del espliceosoma para crear un transcrito de ARNm más conciso. El empalme es solo una de las muchas modificaciones postranscripcionales diferentes que el ARNm debe sufrir antes de la traducción. También se ha planteado la hipótesis de que Prp8 es un cofactor en la catálisis del ARN. [ 1 ]

Historia

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 varía entre 230 y 280 kDa según el organismo. La secuencia que codifica la proteína Prp8 está altamente conservada entre organismos eucariotas, con una identidad del 61 % entre humanos y levaduras en la secuencia de aminoácidos. [ 1 ] El gen Prp8 se localiza en el cromosoma VIII en levaduras y en el cromosoma 17 en humanos.

Función en el empalme

El mecanismo de empalme con Prp8 se indica en negro.

El empalme del pre-ARNm implica dos reacciones de transesterificación y ataques de grupos hidroxilo dentro del espliceosoma. En estas reacciones, la eliminación de intrones del espliceosoma es catalizada por el espliceosoma utilizando el mismo mecanismo que los intrones del Grupo II . [ 2 ] Hay cinco complejos de ARN nuclear pequeño-proteína ( snRNP ) clave involucrados en este proceso. Todos los snRNP juntos aportan alrededor de 50 proteínas al espliceosoma central. [ 2 ] El gen Prp8 codifica para 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 cambiar a los intrones. La ribonucleoproteína U5 (U5 snRNP) participa en el Complejo C, el espliceosoma catalítico, donde se une a un exón en el sitio de empalme 3' y se forma el lazo . La U5 snRNP también participa en el Complejo C*, el espliceosoma postcatalítico, donde permanece unida al lazo antes de que se libere el ARN empalmado y se reciclen las snRNP.

Los métodos de investigación comunes para estudiar la estructura y las funciones de Prp8 son la co- inmunoprecipitación y el análisis de Western blot . 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 ser transportada 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 de intrón y una endonucleasa de restricción de tipo II. Esto implica que Prp8 podría desempeñar funciones similares tanto a la creación de ADNc como al corte del ADN durante el empalme.

Estructura cristalina etiquetada de Prp8 unida a Aar2.

Prp8 también participa en el mantenimiento de la conformación adecuada de los cofactores y sustratos de ARN unidos a la reacción de empalme. Prp8, junto con otras dos proteínas snRNP U5, ayuda a activar el espliceosoma y a formar su centro activo catalítico. Se ha propuesto que la hidrólisis de GTP produce una reorganización 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 de andamiaje en el espliceosoma y mantiene unidos 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 las snRNP reemplazando los dominios catalíticos de los ancestros de autoempalme. [ 2 ]

Mutación y enfermedad

Deficiencias

La mutación Prp8 se ha relacionado con la retinosis pigmentaria, una enfermedad humana que causa pérdida de visión, especialmente en la edad adulta. Esta afección autosómica dominante produce degeneración de los fotorreceptores de la retina. Este trastorno es causado por mutaciones en el extremo C-terminal. La retinosis pigmentaria resulta de nueve mutaciones de cambio de sentido en el último exón del ARNm maduro, que producen cambios en siete aminoácidos altamente conservados. Estudios en levaduras indican que la mutación del extremo C-terminal afecta las interacciones con Brr2p, una helicasa responsable de la función necesaria para el desenrollamiento de las hélices de ARN U1 snRNA/5'SS y U4/U6.

Mutaciones fenotípicas de Prp8 en diferentes especies

Caenorhabditis elegans Prp8 se ha relacionado con la reproducción y el desarrollo. Se utilizó RNAi , o interferencia de ARN, para eliminar Prp8. Esto resultó en un alto nivel de esterilidad, un cuerpo claro y vulva protuberante, todas expresiones fenotípicas relacionadas con la reproducción y el desarrollo. [ 7 ] [ 8 ] La mutación de Prp8 en ratones ha resultado en retinosis pigmentaria (ver más arriba). [ 9 ] La mutación de Prp8 en levaduras resulta en un defecto de maduración de U5 snRNP. [ 10 ] El componente U5 snRNAP del espliceosoma es necesario para unirse a los exones 5' y 3' durante el empalme del pre-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.

Véase también

Referencias

  1. 1 2 Grainger RJ, Beggs JD (mayo de 2005). " Proteína Prp8: en el corazón del espliceosoma" . RNA . 11 (5): 533– 57. doi : 10.1261/rna.2220705 . PMC 1370742. PMID 15840809 .  
  2. 1 2 3 Cox DL, Nelson MM (2008). Principios de bioquímica de Lehninger (5.ª ed.). Nueva York: WH Freeman. págs. 1037–1039 . ISBN   9780716771081.
  3. ^ Bellare P, Kutach AK, Rines AK, Guthrie C, Sontheimer EJ (febrero de 2006). "Unión de ubiquitina por un dominio variante Jab1 / MPN en el factor de empalme de pre-ARNm esencial Prp8p" . ARN . 12 (2): 292– 302. doi : 10.1261/rna.2152306 . PMC 1370909 . PMID 16428608 .  
  4. ↑ Strauss, EJ; Ben-Yehuda, S.; Umen, JG; Wiesner, S.; Brenner, TJ "PRP8 - Componente del complejo snRNP U4/U6-U5 PRP8" . WikiGenes . Publicación colaborativa . Consultado el 2 de noviembre de 2015 .
  5. ↑ Galej WP, Oubridge C, Newman AJ, Nagai K (enero de 2013). "La estructura cristalina de Prp8 revela la cavidad del sitio activo del espliceosoma" . Nature . 493 ( 7434): 638–43 . Bibcode : 2013Natur.493..638G . doi : 10.1038/nature11843 . PMC 3672837. PMID 23354046 .  
  6. ↑ Dlakić M, Mushegian A (mayo de 2011). "Prp8, la proteína fundamental del centro catalítico del espliceosoma, evolucionó a partir de una transcriptasa inversa codificada por un retroelemento" . RNA . 17 ( 5): 799– 808. doi : 10.1261/rna.2396011 . PMC 3078730. PMID 21441348 .  
  7. ^ Gönczy P, Echeverri C, Oegema K, Coulson A, Jones SJ, Copley RR, Duperon J, Oegema J, Brehm M, Cassin E, Hannak E, Kirkham M, Pichler S, Flohrs K, Goessen A, Leidel S, Alleaume AM, Martin C, Ozlü N, Bork P, Hyman AA (noviembre de 2000). "Análisis genómico funcional de la división celular en C. elegans utilizando ARNi de genes en el cromosoma III". Naturaleza . 408 (6810): 331– 6. Bibcode : 2000Natur.408..331G . doi : 10.1038/35042526 . PMID 11099034 . S2CID 4364278 .  
  8. ↑ McKie AB, McHale JC, Keen TJ, Tarttelin EE, Goliath R, van Lith-Verhoeven JJ, Greenberg J, Ramesar RS, Hoyng CB, Cremers FP, Mackey DA, Bhattacharya SS, Bird AC, Markham AF, Inglehearn CF (julio de 2001). "Mutaciones en el gen del factor de empalme del pre-ARNm PRPC8 en la retinosis pigmentaria autosómica dominante (RP13)" . Human Molecular Genetics . 10 (15): 1555–62 . doi : 10.1093/hmg/10.15.1555 . PMID 11468273 . 
  9. ↑ Graziotto JJ, Farkas MH, Bujakowska K, Deramaudt BM, Zhang Q, Nandrot EF, Inglehearn CF, Bhattacharya SS, Pierce EA (enero de 2011). "Tres modelos de ratón con modificación genética de la retinosis pigmentaria del factor de empalme de ARN muestran degeneración retiniana y del epitelio pigmentario de la retina de aparición tardía" . Investigative Ophthalmology & Visual Science . 52 (1): 190–8 . doi : 10.1167/iovs.10-5194 . PMC 3053274. PMID 20811066 .  
  10. ↑ Boon KL, Grainger RJ, Ehsani P, Barrass JD, Auchynnikava T, Inglehearn CF, Beggs JD (noviembre de 2007). "Las mutaciones prp8 que causan retinosis pigmentaria humana conducen a un defecto de maduración de la snRNP U5 en levaduras" . Nature Structural & Molecular Biology . 14 (11): 1077–83 . doi : 10.1038/nsmb1303 . PMC 2584834. PMID 17934474 .