DICER Белки: процессинг двухцепочечной РНК на siRNA
Dicer - рибонуклеаза класса RNase III, которая генерирует siRNA .
Интересно отметить, что открытие белка, осуществляющего процессинг двухцепочечной РНК на siRNA , произошло благодаря сочетанию теоретического предсказания и успехов современной генетики, и уже затем показано биохимически.
В нескольких организмах были обнаружены открытые рамки считывания, кодирующие белок с доменами, который предположительно участвует в образовании siRNA ( Bass, 2000 ; Cerutti et al., 2000 ). Наличие у продуктов процессинга двухцепочечной РНК 5'-концевой фосфатной группы, 3'-концевого гидроксильного остатка, а также выступающих 3'-концов (размером в 2 нуклеотида) свидетельствовало о том, что фермент, расщепляющий двухцепочечную РНК при РНК-интерференции в эукариотических клетках, аналогичен эндорибонуклеазе РНКазе III.
Анализ геномов D. melanogaster и C. elegans показал, что у этих организмов присутствуют гены, кодирующие домен РНКазыIII , а также консервативный домен связывания двухцепочечной РНК (dsRBD) ( Bass, 2000 ; Bernstein et al., 2001 ; Cerutti et al., 2000 ). Некоторые из этих белков кроме того, содержат DEAH-домен РНК-хеликазы , а также консервативный PAZ-домен , функции которого не ясны. Однако PAZ-домен, содержащий 110 аминокислотных остатков, присутствует у белков RDE-1 , AGO-1 и QDE-2 , участвующих в РНК-интерференции, PTGS и quelling у C. elegans, Arabidopsis и Neurospora, соответственно ( Cerutti et al., 2000 ).
Bernstein с соавторами изучили потенциальную возможность участия нескольких таких белков дрозофилы, содержащих домены РНКазыIII и dsRBD, в процессинге двухцепочечной РНК на siRNA ( Bernstein et al. 2001 ). Оказалось, что очищенный после экспрессии в E.coli белок, содержащий кроме доменов РНКазыIII и dsRBD еще и РНК-хеликазный- и PAZ-домены, способен к расщеплению двухцепочечной РНК на короткие 21-22 нуклеотидные РНК, в то время как другие белки не обладают такой активностью. Соответствующий ген был назван Dicer (от английского резать на мелкие кусочки). Введение в бесклеточную систему антител, полученных против DICER , ингибирует активность, необходимую для процессинга двухцепочечной РНК.
Можно также частично подавить РНК-интерференцию в культуре клеток дрозофилы, трансфецируя клетки двухцепочечной РНК против самого гена Dicer ( Bernstein et al. 2001 ). При этом система РНК-интерференции подавляет активность Dicer, что в свою очередь подавляет функционирование самой системы РНК-интерференции.
Необходимость ATP при функционировании Dicer можно объяснить хеликазной активностью одного из доменов этого белка, и эта необходимость АТР при функционировании Dicer коррелирует с необходимостью ATP для процессинга двухцепочечной РНК в эмбриональных экстрактах ( Zamore et al. 2000 ).
В то же время процессинг двухцепочечной РНК на siRNA может осуществляться и в отсутствии ATP, хотя и с гораздо меньшей эффективностью ( Nykanen et al., 2001 ). Неэффективность коротких дуплексов двухцепочечной РНК в РНК-интерференции коррелирует с тем, что они являются плохими субстратами для Dicer in vitro ( Bernstein et al., 2001 ; Parrish et al., 2000 ; Yang et al., 2000 ).
Ген, гомологичный Dicer, был обнаружен также у человека , при этом было показано, что соответствующий белок осуществляет процессинг двухцепочечной РНК на фрагменты в 22 нуклеотида ( Bernstein et al., 2001 ).
Dicer-ген и DICER-белок у животных:
РНК-интерференция: условия функционирования siRNAРНК-интерференция: активность RdRP у животных
МикроРНК (miRNA): регуляция экспрессии
PTGS и TGS: контроль экспрессии клеточных генов
РНК-интерференция: функционирование микроРНК (miRNA)
МикроРНК (miRNA): механизм действия и биологические функции
PTGS и TGS: связь механизмов защиты от экспрессии чужеродных генов
МикроРНК (miRNA) lin-4 и микроРНК let-7
siRNA вторичные
RISC: модели механизма активации
dcr-1-ген: индукция РНК-интерференции у C. elegans и стерильность
siRNA: участие rde-1, rde-4, mut-7 в образовании и стабилизации
рис. 2 (RNAi). Механизм РНК-интерференции
RISC (siRNP) и RISC*
РНК-интерференция: функционирование stRNA
DICER-белок: процессинг двухцепочечной РНК на siRNA
РНК-интерференция: активность RdRP у C. elegans
Белки семейства Argonaute: ассоциация с короткими РНК
siRNA: гипотезы образования и активации
Смотрите также:
