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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 autoanticuerpos en pacientes con lupus ...

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Los ARN Y son pequeños ARN no codificantes . Son componentes de la partícula de ribonucleoproteína Ro60 [ 1 ] , que es un objetivo de los autoanticuerpos en pacientes con lupus eritematoso sistémico [ 2 ] . También se ha informado 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 pliegan 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 represor de Ro60 y como factor de iniciación de la replicación del ADN . Los ARN Y humanos mutantes que carecen del sitio de unión conservado para la proteína Ro60 aún permiten 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 de los ARN Y tienen un tamaño similar al de los microARN, se ha demostrado que estos fragmentos de ARN Y no participan en la vía de los microARN. [ 9 ]

La proteína autoantígena Ro (blanca) se une al extremo de un ARN Y de doble cadena (rojo) y a un ARN de cadena simple (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 está complejado 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 bioquímico y reconstitución 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 a través de interacciones con la cromatina y las proteínas de iniciación (incluido el complejo de reconocimiento del 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 corta cola 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 las 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, denominados hY1, hY3, hY4 y hY5 [ 17 ] y también una gran cantidad de pseudogenes .

C. elegans

Caenorhabditis elegans tiene uno, llamado ARN CeY, y un gran número 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 donde 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 estar conservado, ya que Rsr y los ARN no codificantes llamados YrlA y YrlB (similares al ARN Y) también se asocian con la PNPasa en una bacteria evolutivamente distante, Salmonella Typhimurium . [ 21 ]

Referencias

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  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. 1 2 3 4 5 Christov CP, Gardiner TJ, Szüts D, Krude T (septiembre de 2006). "Requisito funcional 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. 1 2 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 .  
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  • Página para el ARN Y en Rfam