Proteínas SMC
Las proteínas SMC (abreviado del inglés Structural Maintenance of Chromosomes - soporte estructural de los cromosomas) son una gran familia de ATPasas que participan en la regulación de la organización del orden estructural de los cromosomas y su dinámica [1] [2] [3] .
Clasificación
Las proteínas SMC se encuentran tanto en organismos procarióticos como eucarióticos .
Proteínas SMC procarióticas
Las proteínas SMC están altamente conservadas desde bacterias hasta humanos. La mayoría de las bacterias tienen una sola proteína SMC que funciona como un homodímero [4] . En un subgrupo de bacterias Gram-negativas , incluida Escherichia coli , la proteína MukB de estructura similar desempeña un papel similar [5] .
Proteínas eucariotas SMC
Los eucariotas tienen al menos seis tipos de proteínas SMC, en cada organismo individual forman tres tipos de heterodímeros que realizan las siguientes funciones:
- Los heterodímeros SMC1 y SMC3 son la base de la cohesina , un complejo responsable de la cohesión de las cromátidas hermanas [6] [7] [8] .
- Los heterodímeros SMC2 y SMC4 son la base de la condensina , un complejo proteico que condensa la cromatina [9] [10] .
- Los heterodímeros de las proteínas SMC5 y SMC6 están involucrados en la reparación del ADN y también controlan el paso de los puntos de control [11] .
Además de las proteínas SMC, cada uno de los complejos mencionados anteriormente tiene un número determinado de subunidades proteicas reguladoras. Se han identificado variaciones en las proteínas SMC en algunos organismos. Por ejemplo, los mamíferos tienen una versión específica de meiosis de SMC1 llamada SMC1β [12] . El nematodo Caenorhabditis elegans tiene una versión específica de SMC4 que desempeña un papel en la compensación de dosis [13] .
La tabla muestra subgrupos y complejos SMC-proteína variables en varios organismos eucariotas.
| Subgrupo | Complejo | S. cerevisiae | S. pombe | C.elegans | D. melanogaster | Vertebrados |
|---|---|---|---|---|---|---|
| SMC1α | cohesina | smc1 | psm1 | SMC-1 | DmSmc1 | SMC1α |
| SMC2 | Condensina | smc2 | corte14 | MEZCLA-1 | DmSmc2 | CAP-E/SMC2 |
| SMC3 | cohesina | smc3 | Psm3 | SMC-3 | DmSmc3 | SMC3 |
| SMC4 | Condensina | smc4 | corte3 | SMC-4 | DmSmc4 | CAP-C/SMC4 |
| SMC5 | SMC5-6 | smc5 | smc5 | C27A2.1 | CG32438 | SMC5 |
| SMC6 | SMC5-6 | smc6 | Smc6/Rad18 | C23H4.6, F54D5.14 | CG5524 | SMC6 |
| SMC1β | cohesina (meiosis) | - | - | - | - | SMC1β |
| variante SMC4 | complejo de compensación de dosis | - | - | DPY-27 | - | - |
Estructura molecular
Estructura primaria
Las proteínas SMC son polipéptidos bastante grandes y contienen de 1000 a 1500 residuos de aminoácidos. Dos motivos de unión a nucleótidos canónicos (unión a ATP), conocidos como motivos Walker A y Walker B, se ubican por separado en los dominios N-terminal y C-terminal, respectivamente. Tienen una estructura modular y constan de las siguientes subunidades:
- Walker Un motivo de unión a ATP
- región I de doble bobina (región I de bobina enrollada )
- región bisagra _
- región de doble bobina II (región de bobina enrollada II )
- Motivo de unión a ATP de Walker B.
Estructura secundaria y terciaria
El dímero SMC forma una estructura en forma de V con dos brazos largos de doble cadena [14] [15] . En los extremos de la molécula de proteína, los fragmentos N-terminal y C-terminal juntos forman un dominio de unión a ATP. El otro extremo de la molécula se denomina " región bisagra ". Dos proteínas SMC separadas se dimerizan en sus regiones bisagra, lo que da como resultado un dímero en forma de V [16] [17] . La longitud de cada brazo de doble hélice es de ~50 nm. Tales estructuras de doble hélice "antiparalelas" largas son únicas y se encuentran solo en proteínas SMC (así como en sus homólogos como Rad50 ). El dominio de unión a ATP de las proteínas SMC es estructuralmente similar al de los transportadores ABC, una gran familia de proteínas transmembrana que se especializan en mover moléculas pequeñas a través de las membranas.
Genes que codifican proteínas
Las proteínas SMC en humanos están codificadas por los siguientes genes:
Véase también
Notas
- ↑ Losada A., Hirano T. Enlazadores moleculares dinámicos del genoma: la primera década de las proteínas SMC // Genes Dev : journal . - 2005. - vol. 19 , núm. 11 _ - P. 1269-1287 . -doi : 10.1101/ gad.1320505 . —PMID 15937217 .
- ↑ Nasmyth K., Haering CH La estructura y función de los complejos SMC y kleisin. (inglés) // Anu. Rvdo. Bioquímica : diario. - 2005. - vol. 74 . - pág. 595-648 . -doi : 10.1146 / annurev.biochem.74.082803.133219 . —PMID 15952899 .
- ↑ Huang CE, Milutinovich M., Koshland D. Anillos, brazaletes o broches: alternativas de moda para los complejos Smc (inglés) // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci : journal. - 2005. - vol. 360 , núm. 1455 . - Pág. 537-542 . -doi : 10.1098 / rstb.2004.1609 . —PMID 15897179 .
- ↑ Britton RA, Lin DC, Grossman AD. . Caracterización de una proteína SMC procariótica involucrada en la partición cromosómica., págs. 1254–1259.
- ↑ Niki H., Jaffé A., Imamura R., Ogura T., Hiraga S. El nuevo gen mukB codifica una proteína de 177 kd con dominios enrollados involucrados en la partición cromosómica de E. coli EMBO// : diario. - 1991. - vol. 10 , núm. 1 . - pág. 183-193 . —PMID 1989883 .
- ↑ Michaelis C, Ciosk R, Nasmyth K. . Cohesinas: proteínas cromosómicas que evitan la separación prematura de las cromátidas hermanas, págs. 35–45.
- ↑ Guacci V, Koshland D, Strunnikov A. . Un vínculo directo entre la cohesión de las cromátidas hermanas y la condensación cromosómica revelado a través del análisis de MCD1 en S. cerevisiae, págs. 47–57.
- ↑ Losada A, Hirano M, Hirano T. . Identificación de los complejos proteicos de Xenopus SMC necesarios para la cohesión de las cromátidas hermanas, S. 1986–1997.
- ↑ Hirano T, Kobayashi R, Hirano M. . Condensinas, complejo de condensación cromosómica que contiene XCAP-C, XCAP-E y un homólogo de Xenopus de la proteína Drosophila Barren, págs. 511–21.
- ↑ Ono T, Losada A, Hirano M, Myers MP, Neuwald AF, Hirano T. . Contribuciones diferenciales de la condensina I y la condensina II a la arquitectura cromosómica mitótica en células de vertebrados, págs. 109–21.
- ↑ Fousteri MI, Lehmann AR. . Un nuevo complejo proteico SMC en Schizosaccharomyces pombe contiene la proteína de reparación de ADN Rad18, págs. 1691–1702.
- ↑ Revenkova E, Eijpe M, Heyting C, Gross B, Jessberger R. . Nueva isoforma específica de meiosis de SMC1 de mamífero , págs. 6984–6998.
- ↑ Chuang PT, Albertson DG, Meyer BJ. . DPY-27: un homólogo de proteína de condensación cromosómica que regula la compensación de dosis de C. elegans a través de la asociación con el cromosoma X, págs. 459–474.
- ↑ Melby TE, Ciampaglio CN, Briscoe G, Erickson HP. . La estructura simétrica del mantenimiento estructural de los cromosomas (SMC) y las proteínas MukB: bobinas enrolladas largas y antiparalelas, plegadas en una bisagra flexible, págs. 1595–1604.
- ↑ Anderson DE, Losada A, Erickson HP, Hirano T. . La condensación y la cohesina muestran diferentes conformaciones de brazos con ángulos de bisagra característicos, págs. 419–424.
- ↑ Haering CH, Löwe J, Hochwagen A, Nasmyth K. . Arquitectura molecular de las proteínas SMC y el complejo de cohesina de levadura, págs. 773–788.
- ↑ Hirano M, Hirano T. . La dimerización mediada por bisagras de la proteína SMC es esencial para su interacción dinámica con el ADN., págs. 5733–5744.
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