RITS

RITS (din engleză  ARN-induced transcriptional silenting  - transcription silencing , induced by ARN ) este o formă de interferență ARN , în care moleculele scurte de ARN , cum ar fi ARN- ul mic de interferență (siRNA), suprimă transcrierea genei țintă . Aceasta este adesea însoțită de modificări post-translaționale ale cozii histonei , și anume metilarea histonei H3 lizină 9 (H3K9me), care are ca rezultat formarea heterocromatinei la locusul țintă. Astfel, RITS este implicat în formarea heterocromatinei de novo [1] . Complexul proteic care se leagă de siARN și interacționează cu reziduul metilat de lizină 9 al histonei H3 se numește complex RITS. RITS a fost descoperit în drojdia de fisiune Schizosaccharomyces pombe și s-a dovedit a fi implicat în inițierea și menținerea formării heterocromatinei la locul de tip împerechere în formarea centromerului . Complexul S. pombe RITS include trei proteine: proteina grupului argonaut care conține domeniul piwi și similar cu RNază H , proteina Chp1 care conține cromodomeniul și proteina Tas3 care interacționează cu proteinele argonaut și cu Chp1 [2] [ 1 ] . Pentru formarea heterocromatinei sunt necesare cel puțin proteina argonaută și ARN polimeraza dependentă de ARN [3] . Pierderea genelor care codifică aceste proteine ​​în S. pombe duce la tulburări în structura heterocromatinei și în funcționarea centromerilor [4] , deoarece complexul RITS conține siARN citit din repetările centromerice [1] . Funcționarea anormală a centromerului, la rândul său, duce la o încălcare a segregării cromozomilor în mitoză , și anume la apariția cromozomilor „întârziați” în stadiul anafazic [5] .

Funcții și mecanism

Legarea inițială a RITS la locusul țintă este realizată de ARNsi, care face parte din complex. RITS recrutează apoi proteina Clr-C, care metilează histona H3 reziduul de lizină 9, iar RITS se leagă de H3K9me prin intermediul proteinei Chp1, care face parte din RITS și conține un cromodomeniu [6] [1] . Menținerea structurii heterocromatinei de către complecșii RITS s-a dovedit a fi o buclă de feedback auto-susținută , cu complexele RITS legându-se stabil de H3K9me și declanșând întreruperea co-transcripțională a oricăror ARNm rezultate , care sunt apoi utilizate de ARN polimeraza dependentă de ARN pentru a reumple pool de siRNA-uri complementare pentru a forma mai multe complexe RITS [7] . Atașat la heterocromatină, complexul RITS este implicat și în atragerea altor complexe de interferență ARN și a proteinelor modificatoare de histonă către anumiți loci [8] . Formarea, dar posibil nu menținerea, a heterocromatinei depinde de RNase Dicer , care este implicată în formarea siARN-urilor complementare [9] .

În alte organisme

Aplicabilitatea observațiilor locilor de tip împerechere și centromerilor de drojdie de fisiune la mamifere nu este încă cunoscută, iar unele studii arată că menținerea heterocromatinei de mamifere este independentă de interferența ARN [10] . Cu toate acestea, se știe că plantele și animalele au sisteme similare pentru formarea heterocromatinei dirijate de ARN-uri mici, deci este posibil ca mecanismul de formare a heterocromatinei descris mai sus în S. pombe să fie conservator și aplicabil la mamifere. La eucariotele superioare , silenționarea heterocromatinei mediată de siARN joacă un rol mai mare în celulele liniei germinale decât în ​​celulele primare și liniile celulare , și este unul dintre numeroasele mecanisme de tăcere a genelor, deci este dificil de studiat [6] .

Rolul interferenței ARN în tăcere transcripțională la plante a fost studiat suficient de detaliat. Este mediată de metilarea ADN-ului prin calea de metilare a ADN-ului dependentă de ARN . În acest proces, care diferă de cel descris mai sus, siRNA-urile argonaute legate de proteine ​​recunosc transcrierile de ARN în curs de dezvoltare sau ADN-ul țintă și direcționează metilarea acestuia, declanșând tăcere [11] .

Note

  1. 1 2 3 4 Creamer KM , Partridge JF RITS-conectarea transcripției, interferența ARN și asamblarea heterocromatinei în drojdia de fisiune.  (engleză)  // Recenzii interdisciplinare Wiley. ARN. - 2011. - Vol. 2, nr. 5 . - P. 632-646. - doi : 10.1002/wrna.80 . — PMID 21823226 .
  2. Verdel A. , Jia S. , Gerber S. , Sugiyama T. , Gygi S. , Grewal SI , Moazed D. țintirea heterocromatinei mediată de ARNi de către complexul RITS.  (engleză)  // Știință (New York, NY). - 2004. - Vol. 303, nr. 5658 . - P. 672-676. - doi : 10.1126/science.1093686 . — PMID 14704433 .
  3. Irvine DV , Zaratiegui M. , Tolia NH , Goto DB , Chitwood DH , Vaughn MW , Joshua-Tor L. , Martienssen RA Argonaute slicing is required for heterochromatic silenting and spreading .  (engleză)  // Știință (New York, NY). - 2006. - Vol. 313, nr. 5790 . - P. 1134-1137. - doi : 10.1126/science.1128813 . — PMID 16931764 .
  4. Volpe TA , Kidner C. , Hall IM , Teng G. , Grewal SI , Martienssen RA Regulament of heterochromatic silenting and histon H3 lysine-9 methylation by RNAi.  (engleză)  // Știință (New York, NY). - 2002. - Vol. 297, nr. 5588 . - P. 1833-1837. - doi : 10.1126/science.1074973 . — PMID 12193640 .
  5. Volpe T. , Schramke V. , Hamilton GL , White SA , Teng G. , Martienssen RA , Allshire RC Interferența ARN este necesară pentru funcționarea normală a centromerului în drojdia de fisiune.  (engleză)  // Cercetarea cromozomilor: un jurnal internațional despre aspectele moleculare, supramoleculare și evolutive ale biologiei cromozomilor. - 2003. - Vol. 11, nr. 2 . - P. 137-146. — PMID 12733640 .
  6. 1 2 Volpe T. , Martienssen RA ARN interference and heterochromatin assembly.  (engleză)  // Perspectivele Cold Spring Harbor în biologie. - 2011. - Vol. 3, nr. 9 . - P. 003731. - doi : 10.1101/cshperspect.a003731 . — PMID 21441597 .
  7. Sugiyama T. , Cam H. , Verdel A. , Moazed D. , Grewal SI ARN-polimeraza dependentă de ARN este o componentă esențială a ansamblului heterocromatin de cuplare a buclei cu auto-execuție la producția de siARN.  (engleză)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 2005. - Vol. 102, nr. 1 . - P. 152-157. - doi : 10.1073/pnas.0407641102 . — PMID 15615848 .
  8. Moazed D. Small ARNs in transcriptional gene silenting and genom defense.  (engleză)  // Natură. - 2009. - Vol. 457, nr. 7228 . - P. 413-420. - doi : 10.1038/nature07756 . — PMID 19158787 .
  9. Noma K. , Sugiyama T. , Cam H. , Verdel A. , Zofall M. , Jia S. , Moazed D. , Grewal SI RITS acționează în cis pentru a promova tăcere transcripțională și post-transcripțională mediată de interferența ARN.  (engleză)  // Genetica naturii. - 2004. - Vol. 36, nr. 11 . - P. 1174-1180. - doi : 10.1038/ng1452 . — PMID 15475954 .
  10. ^ Wang F. , Koyama N. , Nishida H. , Haraguchi T. , Reith W. , Tsukamoto T. Asamblarea și întreținerea heterocromatinei inițiate de repetările transgenelor sunt independente de calea interferenței ARN în celulele de mamifere.  (Engleză)  // Biologie moleculară și celulară. - 2006. - Vol. 26, nr. 11 . - P. 4028-4040. - doi : 10.1128/MCB.02189-05 . — PMID 16705157 .
  11. Matzke M. , Kanno T. , Daxinger L. , Huettel B. , Matzke AJ ARN-mediată de tăcere pe bază de cromatină în plante.  (Engleză)  // Opinie actuală în biologia celulară. - 2009. - Vol. 21, nr. 3 . - P. 367-376. - doi : 10.1016/j.ceb.2009.01.025 . — PMID 19243928 .

Literatură