RasiARN

El ARN de interferencia pequeño asociado a repeticiones , rasiRNA ( en inglés , Repeat Associated  Small Interfering RNA, rasiRNA ) es un grupo de ARN pequeños no codificantes que actúan mediante el mecanismo de interferencia de ARN . A menudo, muchos rasiRNA se clasifican como piRNA , una clase de pequeños ARN no codificantes que interactúan con las proteínas Piwi , Aub y Ago3 de la familia Argonaute [1] . En las células de la línea germinal, los rasiRNA están involucrados en la formación y el mantenimiento de la heterocromatina , el control de las transcripciones leídas de secuencias repetitivas . , y silenciamiento de transposones y retrotransposones [2] [3] .

RasiRNAs fueron descubiertos en 2001 en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster [4] .

Distribución

Se han encontrado rasiRNA en la mosca de la fruta Drosophila y algunos eucariotas unicelulares , pero no se han confirmado en mamíferos , a diferencia de los piRNA que se encuentran en muchas especies de invertebrados y vertebrados , incluidos los mamíferos [5] . Sin embargo, dado que las proteínas de unión a rasiRNA se encuentran en invertebrados y vertebrados, también pueden tener rasiRNA que aún no se han descubierto. Los RasiRNA están presentes en la levadura Schizosaccharomyces pombe , así como en algunas plantas , y no se ha encontrado que ninguna de estas especies contenga proteínas Piwi (Piwi se encuentra solo en animales [6] ) [7] . Se ha demostrado que tanto el piRNA como el rasiRNA se heredan por vía materna ; sin embargo, lo más probable es que las proteínas Piwi se hereden por vía materna, por lo que se observó la herencia materna tanto del piRNA como del rasiRNA [8] .

Diferencias con otros ARN de interferencia

Los rasiRNA son distintos de otras clases de RNA que realizan interferencia de RNA: miRNA , RNA de interferencia pequeños (siRNA) y piRNA. A diferencia de los microRNA y siRNA que interactúan con el grupo AGO de la familia Argonaute, los rasiRNA interactúan con el grupo Piwi de proteínas de la misma familia [9] [10] . Los RasiRNA también difieren en su tamaño. A diferencia de los microRNA de 21 a 23 nucleótidos (n) de largo, los siRNA tienen de 20 a 25 nt de largo. y piRNA de 24-31 pb de largo. rasiRNA tiene una longitud de 24 a 29 pb. dependiendo del organismo [11] . Mientras que los siRNA se forman a partir de transcritos con sentido y antisentido , los rasiRNA se forman exclusivamente a partir de antisentido [12] . Además, aunque el procesamiento de microRNA requiere Dicer -1 y siRNA Dicer -2, rasiRNA no requiere ninguna de estas proteínas. Sin embargo, las plantas tienen proteínas similares a Dicer (Dcl), con Dcl1 procesando miRNA y siRNA de 24 nt de largo, y Dcl2 procesando rasiRNA de 24 nt de largo [7] [13] . Estos datos indican que la producción de rasiRNA no solo difiere de la de miRNA y siRNA, sino que también funciona rasiRNA en plantas en ausencia de proteínas Piwi [7] .

Educación

Se supone que los ARN de doble cadena son la fuente de los rasiARN , que se forman durante la hibridación de transcritos sentido y antisentido de elementos genéticos móviles . La biogénesis de rasiRNA es independiente de Dicer, pero requiere proteínas de la familia Argonaute: Ago3, Piwi y la proteína tipo Piwi Berenjena (Aub). La vía rasiRNA es un ciclo de ping-pong. En primer lugar, una molécula de rasiRNA ya existente en complejo con proteínas Piwi/Aub se une al transcrito primario de un elemento transponible o secuencias repetitivas (de ahí el nombre de este grupo de ARN [2] ) y hace que el fragmento del transcrito se trunque. Uno de los fragmentos restantes se une a la proteína Ago3 y, junto con ella, se une al transcrito primario antisentido, lo que cataliza el corte del fragmento. Este fragmento luego se une a Piwi/Aub y puede degradar aún más las transcripciones maliciosas y generar simultáneamente nuevos rasiRNA (ciclo ping-pong). El esquema de la izquierda muestra el esquema de este proceso que indica el procesamiento del extremo 5' de rasiRNA; sin embargo, la ruta de procesamiento del extremo 3' sigue siendo desconocida [7] .

Funciones

Mientras que el microARN lleva a cabo la represión a nivel de traducción y destrucción del ARNm , el siARN destruye el ARNm, el rasiARN está involucrado en la regulación de la estructura de la cromatina y el silenciamiento de la traducción [7] . En Drosophila , las mutaciones en las proteínas Piwi de unión a rasiRNA dan como resultado la esterilidad y la pérdida de células de la línea germinal tanto en machos como en hembras [11] . La represión de los transposones no depende de la pérdida de Dicer por parte de las células de la línea germinal; por lo tanto, son el objetivo de la acción de rasiRNA (el procesamiento de microRNA y siRNA depende de Dicer) [7] . Al igual que los miARN y los siARN, la vía del rasiARN está conservada evolutivamente . En ausencia de la vía rasiRNA, la retransposición puede ocurrir en las células de la línea germinal, lo que provoca daños en el ADN y desencadena la apoptosis [14] .

Notas

  1. Makarova Yu. A., Kramerov D. A. ARN no codificantes  (ruso)  // Bioquímica. - 2007. - T. 72 , N º 11 . - S. 1427-1448 . Archivado desde el original el 14 de julio de 2014.
  2. 1 2 Dorner S. , Eulalio A. , Huntzinger E. , Izaurralde E. Profundizando en la diversidad de vías de silenciamiento. Simposio sobre MicroRNAs y siRNAs: funciones y mecanismos biológicos.  (Inglés)  // Informes EMBO. - 2007. - vol. 8, núm. 8 _ - Pág. 723-729. -doi : 10.1038 / sj.embor.7401015 . —PMID 17599087 .
  3. Klattenhoff C. , Bratu DP , McGinnis-Schultz N. , Koppetsch BS , Cook HA , Theurkauf WE Las mutaciones de la vía rasiRNA de Drosophila interrumpen la especificación del eje embrionario mediante la activación de una respuesta al daño del ADN ATR/Chk2.  (Inglés)  // Célula de desarrollo. - 2007. - vol. 12, núm. 1 . - Pág. 45-55. -doi : 10.1016/ j.devcel.2006.12.001 . — PMID 17199040 .
  4. Aravin AA , Naumova NM , Tulin AV , Vagin VV , Rozovsky YM , Gvozdev VA Silenciamiento mediado por ARN de doble cadena de repeticiones genómicas en tándem y elementos transponibles en la línea germinal de D. melanogaster.  (Inglés)  // Biología actual : CB. - 2001. - vol. 11, núm. 13 _ - Pág. 1017-1027. —PMID 11470406 .
  5. Girard A. , Sachidanandam R. , Hannon GJ , Carmell MA Una clase de ARN pequeños específica de la línea germinal se une a proteínas Piwi de mamíferos.  (Inglés)  // Naturaleza. - 2006. - vol. 442, núm. 7099 . - Pág. 199-202. -doi : 10.1038/ naturaleza04917 . —PMID 16751776 .
  6. Houwing S. , Kamminga LM , Berezikov E. , Cronemold D. , Girard A. , van den Elst H. , Filippov DV , Blaser H. , Raz E. , Moens CB , Plasterk RH , Hannon GJ , Draper BW , Ketting RF Un papel para Piwi y piRNAs en el mantenimiento de células germinales y el silenciamiento de transposones en el pez cebra.  (Inglés)  // Celular. - 2007. - vol. 129, núm. 1 . - Pág. 69-82. -doi : 10.1016 / j.cell.2007.03.026 . —PMID 17418787 .
  7. 1 2 3 4 5 6 Aravin A. , Tuschl T. Identificación y caracterización de pequeños ARN involucrados en el silenciamiento de ARN.  (inglés)  // Letras FEBS. - 2005. - vol. 579, núm. 26 . - Pág. 5830-5840. -doi : 10.1016/ j.febslet.2005.08.009 . —PMID 16153643 .
  8. Tomari Y. , Du T. , Haley B. , Schwarz DS , Bennett R. , Cook HA , Koppetsch BS , Theurkauf WE , Zamore PD Defectos de ensamblaje de RISC en el armitage mutante de ARNi de Drosophila.  (Inglés)  // Celular. - 2004. - vol. 116, núm. 6 _ - Pág. 831-841. —PMID 15035985 .
  9. Song JJ , Smith SK , Hannon GJ , Joshua-Tor L. Estructura cristalina de Argonaute y sus implicaciones para la actividad del cortador RISC.  (Inglés)  // Ciencia (Nueva York, NY). - 2004. - vol. 305, núm. 5689 . - Pág. 1434-1437. -doi : 10.1126 / ciencia.1102514 . — PMID 15284453 .
  10. Leung AK , Calabrese JM , Sharp PA El análisis cuantitativo de la proteína Argonaute revela una localización dependiente de microARN para estresar los gránulos.  (inglés)  // Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América. - 2006. - vol. 103, núm. 48 . - Pág. 18125-18130. -doi : 10.1073/ pnas.0608845103 . — PMID 17116888 .
  11. 1 2 Faehnle CR , Joshua-Tor L. Argonautes se enfrentan a nuevos ARN pequeños.  (Inglés)  // Opinión actual en biología química. - 2007. - vol. 11, núm. 5 . - Pág. 569-577. -doi : 10.1016/ j.cbpa.2007.08.032 . — PMID 17928262 .
  12. Vagin VV , Sigova A. , Li C. , Seitz H. , Gvozdev V. , Zamore PD Una vía distinta de ARN pequeño silencia los elementos genéticos egoístas en la línea germinal.  (Inglés)  // Ciencia (Nueva York, NY). - 2006. - vol. 313, núm. 5785 . - Pág. 320-324. -doi : 10.1126 / ciencia.1129333 . — PMID 16809489 .
  13. Xie Z. , Johansen LK , Gustafson AM , Kasschau KD , Lellis AD , Zilberman D. , Jacobsen SE , Carrington JC Diversificación genética y funcional de vías de ARN pequeño en plantas.  (Inglés)  // Biblioteca Pública de Ciencias Biología. - 2004. - vol. 2, núm. 5 . — Pág. e104. - doi : 10.1371/journal.pbio.0020104 . —PMID 15024409 .
  14. Belgnaoui SM , Gosden RG , Semmes OJ , Haoudi A. El retrotransposón LINE-1 humano induce daño en el ADN y apoptosis en células cancerosas.  (inglés)  // Cancer cell international. - 2006. - vol. 6. - Pág. 13. - doi : 10.1186/1475-2867-6-13 . —PMID 16670018 .

Literatura