| ARN polimerasa dependiente de ARN | |
|---|---|
| Estructura de ARN replicasa PDB 3PHU . [una] | |
| Identificadores | |
| Código KF | 2.7.7.48 |
| número CAS | 9026-28-2 |
| Bases de datos de enzimas | |
| IntEnz | vista IntEnz |
| BRENDA | entrada BRENDA |
| ExPASy | Vista de NiceZyme |
| metaciclo | camino metabólico |
| kegg | entrada KEGG |
| PRIAM | perfil |
| Estructuras PDB | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum |
| Ontología de genes | AmiGO • EGO |
| Búsqueda | |
| PMC | artículos |
| PubMed | artículos |
| NCBI | Proteínas NCBI |
| CAS | 9026-28-2 |
| Archivos multimedia en Wikimedia Commons | |
| ARN polimerasa dependiente de ARN | |
|---|---|
| Identificadores | |
| Símbolo | RdRP_1 |
| Pfam | PF00680 |
| clan pfam | CL0027 |
| SCOP | 2jlg |
| SUPERFAMILIA | 2jlg |
| Estructuras proteicas disponibles | |
| Pfam | estructuras |
| AP | RCSB AP ; PDBe ; PDBj |
| PDBsum | modelo 3d |
| Archivos multimedia en Wikimedia Commons | |
| ARN polimerasa dirigida por ARN, flaviviral | |
|---|---|
| Identificadores | |
| Símbolo | RNA_pol_flaviviral |
| Pfam | PF00972 |
| Estructuras proteicas disponibles | |
| Pfam | estructuras |
| AP | RCSB AP ; PDBe ; PDBj |
| PDBsum | modelo 3d |
| Archivos multimedia en Wikimedia Commons | |
La ARN polimerasa dependiente de ARN ( RdRP del inglés ARN-polimerasa dependiente de ARN ) , o replicasa de ARN , es una enzima que cataliza la replicación del ARN (síntesis de ARN a partir de una plantilla de ARN). El uso de ARN como plantilla distingue fundamentalmente a la ARN replicasa de la ARN polimerasa dependiente de ADN más común entre los organismos vivos modernos , que cataliza la transcripción (síntesis de ARN utilizando ADN como plantilla ).
Las polimerasas de ARN dependientes de ARN (RdRp) son las enzimas más importantes codificadas en el genoma de todos los virus que contienen ARN cuyo ciclo de vida transcurre sin una etapa de ADN. [2] [3] La ARN polimerasa dependiente de ARN cataliza la síntesis de ARN complementario a la plantilla de ARN dada. El proceso de replicación del ARN incluye dos etapas. En la primera etapa (iniciación), la síntesis de ARN comienza en o cerca del extremo 3' de la plantilla de ARN mediante un mecanismo independiente del cebador ( de novo ) o dependiente del cebador (en este caso, la proteína asociada al genoma viral (VPg ; del ing. proteína viral ligada al genoma ). Durante la iniciación de novo , se agrega trifosfato de nucleósido (NTP) al extremo 3'-OH del primero, iniciando el trifosfato de nucleósido. Durante la etapa posterior (elongación), se acumula el ARN hijo durante la transferencia secuencial de nucleósidos trifosfatos, que finaliza con la creación complementaria al producto de ARN molde original [4] [5]
Las polimerasas de ARN dependientes de ARN viral se descubrieron a principios de la década de 1960 en una investigación sobre el grupo Mengovirus y el virus de la poliomielitis . En trabajos anteriores, se observó que estos virus no son sensibles a la actinomicina D , un fármaco que inhibe la síntesis (transcripción) de ARN dependiente del ADN celular. Como resultado, se sugirió que estos virus tienen una enzima específica que cataliza la síntesis de ARN y utiliza directamente el ARN como plantilla (sin formar una plantilla de ADN).
La enzima más estudiada de esta clase es la ARN polimerasa dependiente de ARN del virus de la poliomielitis. El genoma del virus está formado por ARN, que entra en la célula por endocitosis , mediada por el reconocimiento de receptores especiales en la superficie celular. En el citoplasma de una célula, el ARN viral puede actuar como molde para la síntesis del ARN hijo. Las cadenas complementarias hijas resultantes también pueden servir como moldes para la reproducción de nuevos genomas virales. Cuando los genomas se reproducen, se empaquetan y se liberan de la célula. Los viriones hijos liberados pueden infectar nuevas células. La ventaja de este esquema de ciclo de vida es la ausencia de una etapa de ADN viral, por lo que el virus se replica más rápido. Al mismo tiempo, la ausencia de una etapa de ADN también puede considerarse una desventaja, ya que imposibilita la reproducción de nuevos viriones cuando se destruye el ARN viral.
Muchas ARN polimerasas dependientes de ARN están estrechamente asociadas con membranas, lo que complica enormemente su aislamiento y estudio. Las ARN polimerasas dependientes de ARN más conocidas son: 3Dpol del virus de la poliomielitis , ARN polimerasa dependiente de ARN del virus de la estomatitis vesicular y NS5B del virus de la hepatitis C.
Muchos eucariotas también tienen polimerasas de ARN dependientes de ARN involucradas en la interferencia de ARN . En los eucariotas, estas ARN polimerasas amplifican los microARN , pequeños ARN transitorios que forman ARN de doble cadena utilizando pequeños ARN de interferencia como cebadores. [6] Curiosamente, estas polimerasas de ARN dependientes de ARN pueden ser utilizadas por virus para replicar su propio material genético.
Las polimerasas de ARN dependientes de ARN están altamente conservadas entre los virus y tienen una homología significativa con la telomerasa eucariota , aunque la razón de tal conservadurismo en organismos tan diversos sigue siendo discutible. [7] La similitud de las secuencias de aminoácidos de estas enzimas ha llevado a suposiciones sobre el origen de la telomerasa a partir de la ARN polimerasa dependiente de ARN de los virus, pero esta suposición sigue siendo especulativa y no tiene una confirmación exacta.
Todas las ARN polimerasas dependientes de ARN y muchas ARN polimerasas dependientes de ADN tienen una organización tridimensional que tiene forma de mano derecha, con los siguientes dominios: palma, cuatro dedos y pulgar. [8] Solo el dominio de la palma, que consta de una hoja beta antiparalela de cuatro cadenas y dos hélices alfa, se conserva en todas las enzimas. En las polimerasas de ARN dependientes de ARN, el dominio palm incluye tres motivos conservados (A, B y C). El motivo A (D-x(4,5)-D) y el motivo C (GDD) están espacialmente cerca, y los residuos de ácido aspártico de estos motivos se unen a Mg 2+ y/o Mn 2+ . El residuo de asparagina en el motivo B está involucrado en la distinción de trifosfatos de ribonucleósidos de trifosfatos de desoxirribonucleósidos, lo que asegura la síntesis de ARN en lugar de ADN. [9] La organización del dominio [10] y las estructuras 3D del centro catalítico de una amplia gama de ARN polimerasas dependientes de ARN, incluso con baja homología general, permanecen conservadas. El centro catalítico está formado por varios motivos que contienen varios residuos de aminoácidos conservados.
Las polimerasas de ARN dependientes de ARN se pueden encontrar en los siguientes 4 grupos de virus de ARN (todos los virus de ARN sin una etapa de ADN):
Las polimerasas de ARN dependientes de ARN en la primera de las superfamilias anteriores se pueden dividir en los siguientes tres subgrupos:
En los flavivirus , se codifica una poliproteína en el genoma de ARN monocatenario, que luego se escinde en varios productos, uno de los cuales es NS5. La proteína NS5 recombinante del dengue tipo 1 expresada en Escherichia coli tiene actividad de ARN polimerasa dependiente de ARN. Esta ARN polimerasa dependiente de ARN tiene varias regiones y motivos que son homólogos a otras polimerasas de ARN dependientes de ARN. [once]
Este artículo utiliza texto del dominio público de Pfam e InterPro IPR000208