Hispanopedia WikiEl complejo TRAMP ( complejo de poliadenilación Tr f4/ Air2 / M tr4p ) es un complejo multiproteico heterotrimérico con actividad de poliadenilación distributiva que identifica una amplia variedad de ARN producidos por polimerasas. Fue descubierto originalmente en Saccharomyces cerevisiae por LaCava et al., Vanacova et al. y Wyers et al. en 2005. [ 1 ]
Interactúa con el complejo exosomal en el núcleo de las células eucariotas y participa en el procesamiento del extremo 3' y la degradación del ARN ribosómico y los snoARN . [ 1 ] [ 2 ] El complejo TRAMP recorta las colas de poli(A) de los ARN destinados a Rrp6 y al núcleo del exosoma hasta 4-5 adenosinas, lo que ayuda en el reconocimiento del transcrito y la activación del complejo exosomal . [ 1 ] [ 3 ] La especificidad de sustrato de los exosomas mejora en presencia del complejo TRAMP, ya que actúa como un cofactor crucial y ayuda a mantener diversas actividades. [ 4 ]
De esta manera, TRAMP desempeña un papel fundamental en la eliminación de la célula de los transcritos no codificantes generados a través de la transcripción generalizada de la ARN polimerasa II , así como en la biogénesis y el recambio de ARN codificantes y no codificantes funcionales. [ 5 ]
El complejo TRAMP también afecta a otros procesos de ARN, ya sea directa o indirectamente. Está involucrado en la exportación de ARN, el empalme , el silenciamiento de genes heterocromáticos y ayuda a mantener la estabilidad del genoma. [ 6 ]
Componentes
Polimerasas de poli(A) no canónicas
Las polimerasas Pol(A) mostraron varias interacciones genéticas con las topoisomerasas de ADN Top1p y por lo tanto se las denominó funciones relacionadas con la topoisomerasa Trf4p y Trf5p [ 7 ] [ 8 ] debido a esta interacción con el ADN tienen un papel importante en la estabilidad genómica. [ 9 ] En la célula, Trf4p está en mayor concentración en comparación con Trf5p y también tiene un efecto más fuerte en el fenotipo. [ 10 ] Trf4p está presente en todo el núcleo, mientras que Trf5p se encuentra principalmente en el nucléolo. La estructura de Trf4p consta de un dominio central y un dominio catalítico que es similar a la estructura de las polimerasas canónicas. [ 11 ]
Las polimerasas de poli(A) no canónicas (Trf4p o Trf5p) del complejo TRAMP, que pertenecen a la familia Cid1, no contienen el motivo de reconocimiento de ARN (RRM); por lo tanto, las polimerasas no canónicas requieren proteínas adicionales como Air1/Air2 para la poliadenilación. [ 12 ]
Proteínas del dedo de zinc
Las proteínas de nudillo de zinc Air1p/Air2p (proteína de dedo RING que interactúa con la arginina metiltransferasa) participan principalmente en la unión de ARN. [ 13 ] Hay cinco motivos de nudillo de zinc CCHC (C significa cisteína y H significa histidina) que están presentes entre los extremos C y N.
En las proteínas Air2p, el cuarto y el quinto dominio de zinc tienen funciones diferentes. El cuarto dominio de zinc participa en la unión al ARN, mientras que el quinto es importante para las interacciones proteína-proteína. [ 14 ] Air2p interactúa con el dominio central de Trf4p, y la actividad de poliadenilación de Trf4p depende de esta interacción, ya que la deleción o mutación de los dominios dificulta la actividad de poliadenilación. [ 14 ] Air1p es responsable de inhibir la metilación de Npl3p (una proteína responsable de la exportación de ARNm). Air1p/Air2p también dirigen los mRNP anormales a la vía TRAMP y provocan su degradación. [ 15 ]
Ski2 similar a la helicasa Mtr4p
La helicasa Mtr4p, similar a Ski2, fue descubierta durante el cribado de mutantes resistentes al calor que acumulan ARN poliadenilado en el núcleo y participa principalmente en la actividad de desenrollamiento. Mtr4p (también llamada Dob1p) es una helicasa SF2 y pertenece a la familia de helicasas de ARN DExH-box, que consta de dos dominios similares a RecA. [ 16 ] También consta de un dominio WH ( dominio de hélice alada ), un dominio Arch (también llamado dominio de tallo y dominio KOW [dominio Kyprides, Ouzounis, Woese]) y un dominio de haz helicoidal . [ 16 ] El empaquetamiento de los dominios WH y de haz helicoidal en la superficie del núcleo de la helicasa da como resultado la formación de un canal para el ARN monocatenario. [ 16 ]
Mtr4p requiere hidrólisis de ATP o dATP para el desenrollamiento del dúplex de ARN mediado por el motivo Q. Una región monocatenaria en el extremo 3' de la región apareada también es esencial para la actividad de desenrollamiento de Mtr4p. Mediante el contacto directo con varios componentes del exosoma, Mtr4p ayuda a la correcta adición de los sustratos de ARN del complejo TRAMP al exosoma nuclear. [ 17 ]
Diferencia entre polimerasas canónicas y no canónicas
La diferencia entre las polimerasas de poli(A) no canónicas y canónicas es que las polimerasas canónicas ayudan a mantener los ARNm y su actividad está regulada por una secuencia específica en el ARNm [ 18 ] mientras que la poliadenilación de las polimerasas no canónicas utiliza una secuencia regulada diferente en el ARN y especifica los ARN para su degradación o procesamiento. [ 13 ] Las polimerasas canónicas pertenecen a la superfamilia de la ADN polimerasa β mientras que las polimerasas no canónicas pertenecen aEn la familia Cid1 , otra diferencia principal radica en la longitud de la cola de poli(A); las polimerasas canónicas pueden añadir muchos adenilatos, por lo que el ARN producido tiene colas de poli(A) más largas, mientras que las polimerasas no canónicas, por otro lado, pueden producir ARN con colas de poli(A) más cortas, ya que solo pueden añadir unos pocos adenilatos. [ 19 ]
Interacción con el complejo exonucleasa 3'->5' del exosoma
El complejo TRAMP induce la degradación o el procesamiento de diversos ARN con la ayuda del complejo exonucleasa 3'->5' denominado exosoma. El exosoma de S. cerevisiae está compuesto por un anillo hexamérico de proteínas con dominio PH de ARNasa , Rrp41p , Rrp42p , Rrp43p , Rrp45p , Rrp46p y Mtr3p . [ 20 ] El exosoma puede degradar el ARN de forma más eficiente en presencia de Rrp6p con la ayuda del complejo TRAMP in vitro . Asimismo, la degradación del ARN se ve potenciada en presencia de diversos cofactores del exosoma que se reclutan cotranscripcionalmente. [ 21 ]
El complejo Ski, compuesto por Ski2p, Ski3p y Ski8p, es necesario para que el exosoma citoplasmático participe en todas las vías de degradación del ARNm. [ 22 ] El exosoma citoplasmático, junto con la proteína Ski7p, se une a diversos ribosomas y ARNm anómalos, provocando su degradación. [ 20 ]
Interrelación entre componentes
Todos los componentes del complejo TRAMP están interrelacionados. Para la actividad de las polimerasas de poli(A) como Trf4p/Trf5p, las proteínas de dedo de zinc son esenciales. De manera similar, la degradación del ARN causada por los exosomas es estimulada por la actividad de desenrollamiento de helicasas como Ski2 y Mtr4p, que actúa como cofactor. La actividad de desenrollamiento de Mtr4p se ve mejorada por Trf4p/Air2p en el complejo TRAMP. [ 13 ] Mtr4p también tiene un papel importante en el mantenimiento y control de la longitud de las colas de poli(A). Pero la destrucción o ausencia de Mtr4p resulta en hiperadenilación y dificulta la longitud de las colas de poli(A).
Un complejo formado entre Trf5p, Air1p y Mtr4p se denomina complejo TRAMP5. [ 15 ] En S. cerevisiae existen dos tipos de complejos TRAMP, dependiendo de la presencia de polimerasas. Si está presente Trf4p, el complejo se denomina TRAMP4, y si está presente Trf5p, se denomina TRAMP5. [ 23 ]
sustratos de ARN
Los ARN producidos por las tres polimerasas (Pol I, II y III) actúan como sustratos para el complejo TRAMP. Este complejo participa en el procesamiento y la vigilancia de diversos ARN, y degrada los ARN anómalos. Entre los diferentes tipos de sustratos de ARN se incluyen los ARN ribosómicos (ARNr), los ARN nucleolares pequeños (ARNsno), los ARN de transferencia (ARNt), los ARN nucleares pequeños (ARNsn), las transcripciones largas de la ARN polimerasa II (Pol II), etc. Sin embargo, se desconoce el mecanismo mediante el cual el complejo TRAMP identifica los distintos sustratos.
El complejo TRAMP funciona de manera más eficiente en el procesamiento del ARN al interactuar con la exonucleasa RrP6 del complejo del exosoma, en la que Nab3 (proteína de unión al ARN) desempeña un papel crucial. [ 15 ] [ 23 ]
Función en el mantenimiento de la cromatina
Las modificaciones postranscripcionales debidas a diversas enzimas, como la metiltransferasa Hmt1p (Rmt1p), pueden tener un efecto indirecto en el mantenimiento de la cromatina. Las estructuras de la cromatina se ven afectadas cuando los sustratos de ARN del complejo TRAMP se transcriben a lo largo del genoma. Varios componentes de TRAMP interactúan física y genéticamente con diversas proteínas y provocan cambios en la cromatina y el metabolismo del ADN. [ 1 ]
Conservación de los procesos mediados por TRAMP
Los componentes del complejo TRAMP en Saccharomyces cerevisiae se conservan en otros organismos, desde levaduras hasta mamíferos. Los componentes del complejo TRAMP de Schizosaccharomyces pombe , incluidos Cid14p, Air1p y Mtr4p, son funcionalmente similares a los componentes del complejo TRAMP en S. cerevisiae . [ 24 ]
En los humanos
El complejo TRAMP en humanos consta de varios componentes, entre ellos la helicasa hMtr4p, una poli(A) polimerasa no canónica hPAPD (que contiene el dominio asociado a PAP) 5 o hPAPD7 , y una proteína de nudillo de zinc hZCCHC7, proteína de unión a ARN hRbm7p. [ 25 ]
Referencias
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