Hispanopedia WikiLos siRNA trans -actuantes (abreviados " ta-siRNA " o " tasiRNA ") son una clase de ARN interferente pequeño (siRNA) que reprimen la expresión génica a través del silenciamiento génico postranscripcional en plantas terrestres . [1] [2] [3] Las transcripciones precursoras de los loci TAS se poliadenilan y se convierten en ARN bicatenario, y luego se procesan en dúplex de ARN de 21 nucleótidos de longitud con salientes. [1] Estos segmentos se incorporan a un complejo de silenciamiento inducido por ARN (RISC) y dirigen la escisión específica de secuencia del ARNm objetivo. Los ta-siRNA se clasifican como siRNA porque surgen del ARN bicatenario (dsRNA). [4]
Descubrimiento
Los ta-siRNA se detectaron originalmente en 2004 en la planta con flores Arabidopsis thaliana . [1] [2] Las descripciones iniciales encontraron la participación de la proteína vegetal supresora del silenciamiento génico 3 (SGS3) y la enzima ARN polimerasa dependiente de ARN 6 (RDR6).
Biogénesis
Los ARNsi Ta se generan a partir de transcripciones no codificantes a través de la escisión guiada por miRNA mediada por Argonaute seguida de la conversión a ARN bicatenario por RDR6. [5] El ARNbc resultante es procesado posteriormente por la enzima similar a Dicer 4 (DCL4) para producir una matriz en fases de ARNsi de 21 nt a partir de posiciones adyacentes al sitio de escisión del miRNA. [6]
Hay cuatro familias de loci generadores de ta-siRNA ( genes TAS ) en A. thaliana . Las familias TAS1, TAS2 y TAS4 requieren un sitio de unión de miRNA para que se produzca la escisión, mientras que TAS3 requiere dos sitios de unión. [7] Los números de la familia de genes TAS generalmente no indican ortología , por ejemplo, la familia de genes TAS1 del musgo no comparte un gen ancestro con la familia de genes TAS1 de Arabidopsis thaliana .
TAS1 y TAS2
Las transcripciones de TAS1/2 experimentan una escisión inicial mediada por AGO1 en el extremo 5' que es guiada por miR173. Luego, RDR6 convierte la transcripción en un fragmento de ARN de doble cadena que luego es procesado por DCL4 para generar el ARNi de 21 nt con 2 nucleótidos salientes en 3' que se dirigen a los ARNm complementarios en trans. [7]
TAS4
Los pasos iniciales de la familia TAS4 de ta-siRNA son similares a los de TAS1 y TAS2. La familia de transcripciones TAS4 primero experimenta una escisión guiada por miR828 y mediada por AGO1, seguida de la síntesis y procesamiento de dsRNA por DCL4. [7]
TAS3
A diferencia de la familia de unión de ARNm único, TAS3 requiere que el ARNm guía miR390 se una al transcrito en dos sitios. Luego, el transcrito se escinde solo en el sitio de unión 3', por AGO7. Al igual que en el caso de las familias TAS1, TAS2 y TAS3, RDR6 luego sintetiza el fragmento de dsRNA que luego es procesado por DCL4. [7]
Mecanismo
Los ARNsi ta endógenos actúan a través de heterosilenciamiento, lo que significa que los genes a los que se dirigen para su escisión y represión no tienen mucha semejanza con los genes de los que derivan los ARNsi. Esto difiere de otros ARNsi endógenos que actúan en cis y realizan autosilenciamiento, reprimiendo la expresión de genes que son iguales o tienen mucha semejanza con los genes de los que derivan. Anteriormente se pensaba que solo los miRNA exhibían heterosilenciamiento. [1] Al igual que otros ARNsi, los ARNsi ta se incorporan a complejos de silenciamiento inducido por ARN (RISC), donde guían al complejo para escindir los ARNm objetivo en medio de un único sitio complementario y reprimir la traducción. [1] [2] [8]
Un miembro de la familia de proteínas Argonaute es un componente de todos los complejos efectores de silenciamiento de ARN, incluidos los RISC que catalizan la escisión del ARNm. [8] [9] Específicamente en Arabidopsis, parece ser AGO7/ZIPPY el que desempeña un papel en la vía ta-siRNA al actuar durante la regulación mediada por ta-siRNA derivada de TAS3 . AGO7/ZIPPY no desempeña un papel en los mecanismos de biogénesis de ta-siRNA TAS1 o TAS2 . [9] Los ta-siRNA se pueden cargar en complejos AGO1 para guiar la escisión del ARNm objetivo. [10]
Presencia en plantas
Además de estar presente en A. thaliana , [6] también se ha encontrado evidencia de ta-siRNAs en el musgo Physcomitrella patens , [5] maíz , [11] Oryza sativa (arroz), [12] y otras plantas. El ARN de interferencia corta que actúa en trans TAS3 dirigido a factores de respuesta a la auxina ("tasiR-ARF") es un ejemplo de un ta-siRNA que se ha demostrado que está presente no solo en arabidopsis, sino en todos los ejemplos anteriores. TasiR-ARF es responsable de regular la molécula de señalización auxina . Lo hace al dirigirse al ARNm que codifica varios de los genes del factor de respuesta a la auxina (ARF) para su degradación. [11]
Referencias
- ^ abcde Vazquez F, Vaucheret H, Rajagopalan R, Lepers C, Gasciolli V, Mallory AC, Hilbert JL, Bartel DP, Crété P (octubre de 2004). "Los ARNip endógenos de acción trans regulan la acumulación de ARNm de Arabidopsis". Mol. Celúla . 16 (1): 69–79. doi : 10.1016/j.molcel.2004.09.028 . PMID 15469823.
- ^ abc Peragine A, Yoshikawa M, Wu G, Albrecht HL, Poethig RS (octubre de 2004). "SGS3 y SGS2/SDE1/RDR6 son necesarios para el desarrollo juvenil y la producción de ARNi transactivos en Arabidopsis". Genes Dev . 18 (19): 2368–79. doi :10.1101/gad.1231804. PMC 522987 . PMID 15466488.
- ^ Axtell MJ, Jan C, Rajagopalan R, Bartel DP (noviembre de 2006). "Un desencadenante de dos impactos para la biogénesis de ARNi en plantas". Cell . 127 (3): 565–77. doi : 10.1016/j.cell.2006.09.032 . PMID 17081978.
- ^ Axtell, Michael J. (29 de abril de 2013). "Clasificación y comparación de ARN pequeños de plantas". Revisión anual de biología vegetal . 64 (1): 137–159. doi :10.1146/annurev-arplant-050312-120043. PMID 23330790.
- ^ ab Talmor-Neiman M, Stav R, Klipcan L, Buxdorf K, Baulcombe DC, Arazi T (noviembre de 2006). "Identificación de siRNAs transactivos en musgo y una ARN polimerasa dependiente de ARN necesaria para su biogénesis". Plant J. 48 ( 4): 511–21. doi : 10.1111/j.1365-313X.2006.02895.x . PMID 17076803.
- ^ ab Allen E, Xie Z, Gustafson AM, Carrington JC (abril de 2005). "Desfase dirigido por microARN durante la biogénesis de ARNi transactivo en plantas". Cell . 121 (2): 207–21. doi : 10.1016/j.cell.2005.04.004 . PMID 15851028.
- ^ abcd Allen E, Howell MD (octubre de 2010). "Los miRNA en la biogénesis de los siRNA transactivos en plantas superiores". Semin. Cell Dev. Biol . 21 (8): 798–804. doi :10.1016/j.semcdb.2010.03.008. PMID 20359543.
- ^ ab Tomari Y, Zamore PD (marzo de 2005). "Perspectiva: máquinas para RNAi". Genes Dev . 19 (5): 517–29. doi : 10.1101/gad.1284105 . PMID 15741316.
- ^ ab Adenot X, Elmayan T, Lauressergues D, Boutet S, Bouché N, Gasciolli V, Vaucheret H (mayo de 2006). "Los siRNA transactivos de TAS3 dependientes de DRB4 controlan la morfología de las hojas a través de AGO7". Curr. Biol . 16 (9): 927–32. doi : 10.1016/j.cub.2006.03.035 . PMID 16682354.
- ^ Wu L, Mao L, Qi Y (octubre de 2012). "Funciones de las proteínas Dicer-like y Argonaut en la metilación del ADN desencadenada por ARN interferente pequeño derivado de TAS". Plant Physiol . 160 (2): 990–9. doi :10.1104/pp.112.200279. PMC 3461571 . PMID 22846193.
- ^ ab Williams L, Carles CC, Osmont KS, Fletcher JC (julio de 2005). "Un método de análisis de bases de datos identifica un ARN endógeno de interferencia corta que actúa en trans y que se dirige a los genes ARF2, ARF3 y ARF4 de Arabidopsis". Proc. Natl. Sci. USA . 102 (27): 9703–8. Bibcode :2005PNAS..102.9703W. doi : 10.1073/pnas.0504029102 . PMC 1172271 . PMID 15980147.
- ^ Heisel SE, Zhang Y, Allen E, Guo L, Reynolds TL, Yang X, Kovalic D, Roberts JK (2008). "Caracterización de poblaciones únicas de ARN pequeño del grano de arroz". PLOS ONE . 3 (8): e2871. Bibcode :2008PLoSO...3.2871H. doi : 10.1371/journal.pone.0002871 . PMC 2518513 . PMID 18716673.