Комплекс ремоделирования структуры хроматина (RSC)
RSC ( ремоделирование структуры хроматина ремоделаторов семейства АТФ- зависимых ) является членом хроматина . Активность комплекса RSC позволяет реконструировать хроматин путем изменения структуры нуклеосомы . [ 1 ]
Существует четыре подсемейства ремоделеров хроматина: SWI/SNF , INO80 , ISW1 и CHD. [ 2 ] Комплекс RSC представляет собой комплекс ремоделирования хроматина из 15 субъединиц, первоначально обнаруженный у Saccharomyces cerevisiae , и гомологичен комплексу SWI/SNF , обнаруженному у человека. [ 1 ] Комплекс RSC обладает АТФазной активностью в присутствии ДНК. [ 1 ]
Комплекс РСК против SWI/SNF
[ редактировать ]Хотя RSC и SWI/SNF считаются гомологичными, RSC значительно более распространен, чем комплекс SWI/SNF , и он необходим для митотического деления клеток . [ 1 ] Без комплекса RSC клетки не выжили бы. [ 1 ] RSC состоит из 15 субъединиц , и по крайней мере три из этих субъединиц консервативны между RSC и SWI/SNF . [ 1 ] RSC и SWI/SNF состоят из очень похожих компонентов, таких как компоненты Sth1 в RSC и SWI2/Snf2p в SWI/SNF. Оба эти компонента представляют собой АТФазы , состоящие из Arp7 и Arp9, белков, похожих на актин . [ 3 ] Субъединицы Sth1 (Rsc6p, Rsc8p и Sfh1p) являются паралогами трех субъединиц SWI/SNF (Swp73p, Swi3p и Snf5p). Хотя между этими двумя комплексами ремоделирования хроматина есть много общего, они реконструируют разные части хроматина. [ 3 ] Они также играют противоположные роли, особенно при взаимодействии с PHO8 промотором . RSC работает, чтобы гарантировать размещение нуклеосомы N-3, в то время как SWI/SNF пытается отменить размещение N-3. [ 4 ]
Комплексы RSC и SWI/SNF функционируют как комплексы ремоделирования хроматина у человека ( Homo sapiens ) и обыкновенной плодовой мухи ( Drosophila melanogaster ). SWI/SNF был впервые обнаружен, когда генетический скрининг был проведен у дрожжей с мутацией, вызывающей дефицит переключения типа спаривания (swi), и мутацией, вызывающей дефицит ферментации сахарозы. [ 1 ] После открытия этого комплекса ремоделирования хроматина был обнаружен комплекс RSC, когда было обнаружено, что его компоненты, Snf2 и Swi2p, гомологичны комплексу SWI/SNF.
Благодаря исследованиям, проведенным с использованием BLAST (биотехнология) , считается, что дрожжевой комплекс RSC еще более похож на комплекс SWI/SNF человека, чем на комплекс SWI/SNF дрожжей. [ 1 ]
Роль РСК
[ редактировать ]Роль нуклеосом — очень важная тема исследований. Известно, что нуклеосомы препятствуют связыванию транскрипционных факторов с ДНК, поэтому могут контролировать транскрипцию и репликацию. С помощью эксперимента in vitro с использованием дрожжей было обнаружено, что RSC необходим для ремоделирования нуклеосом. Есть свидетельства того, что RSC не реконструирует нуклеосомы самостоятельно; он использует информацию от ферментов, чтобы помочь позиционировать нуклеосомы.
АТФазная . активность комплекса RSC активируется одноцепочечной, двухцепочечной и/или нуклеосомной ДНК, тогда как некоторые другие комплексы ремоделирования хроматина стимулируются только одним из этих типов ДНК [ 1 ]
Комплекс RSC (в частности, Rsc8 и Rsc30) имеет решающее значение при фиксации двухцепочечных разрывов посредством негомологичного соединения концов (NHEJ) у дрожжей. [ 5 ] Этот механизм восстановления важен для выживания клеток, а также для поддержания генома организма. Эти двухцепочечные разрывы обычно вызываются радиацией и могут быть вредными для генома. Разрывы могут привести к мутациям, которые изменяют положение хромосомы, и даже могут привести к полной потере хромосомы. Мутации, связанные с двухцепочечными разрывами, связаны с раком и другими смертельными генетическими заболеваниями. [ 5 ] RSC не только восстанавливает двухцепочечные разрывы с помощью NHEJ , но и восстанавливает эти разрывы с помощью гомологичной рекомбинации с помощью комплекса SWI/SNF. [ 6 ] SWI/SNF рекрутируется первым, до связывания двух гомологичных хромосом, а затем рекрутируется RSC, чтобы помочь завершить репарацию. [ 6 ]
Механизм действия в дцДНК
[ редактировать ]Исследование одной молекулы с использованием магнитного пинцета и линейной ДНК показало, что RSC генерирует петли ДНК in vitro , одновременно создавая отрицательные суперспирали в матрице. [ 7 ] Эти петли могут состоять из сотен пар оснований, но длина зависит от того, насколько плотно накручена ДНК, а также от того, сколько АТФ присутствует во время этой транслокации. [ 7 ] RSC мог не только генерировать петли, но и расслаблять эти петли, а это означает, что транслокация RSC обратима. [ 7 ]
Гидролиз АТФ позволяет комплексу транслоцировать ДНК в петлю. RSC может освободить петлю, либо вернувшись в исходное состояние с сопоставимой скоростью, либо потеряв один из двух контактов. [ 7 ]
Компоненты РСК
[ редактировать ]Ниже приводится список компонентов RSC, которые были идентифицированы у дрожжей, их соответствующих человеческих ортологов и их функций:
| Дрожжи | Человек | Функция |
|---|---|---|
| РСК1 | БАФ180 | Механизмы репарации ДНК, супрессор опухоли белок- [ 8 ] |
| РСК2 | БАФ180 | Механизмы репарации ДНК, белок-супрессор опухоли [ 8 ] |
| РСК4 | БАФ180 | Механизмы репарации ДНК, белок-супрессор опухоли [ 8 ] |
| РСК6 | БАФ60а | Митотический рост [ 9 ] |
| РСК8 | БАФ170, БАФ155 | Регулирует коры головного мозга , размер/толщину [ 10 ] супрессор опухоли [ 11 ] |
См. также
[ редактировать ]- SWI/SNF (комплекс ремоделирования нуклеосом)
- Комплекс Ми-2/НУРД
- INO80B (ген)
- Имитация SWI (комплекса ремоделирования нуклеосом)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Кэрнс Б.Р., Лорч Ю., Ли Ю., Чжан М., Лакомис Л., Эрджюмент-Бромаж Х. и др. (декабрь 1996 г.). «RSC, важный и обильный комплекс ремоделирования хроматина» . Клетка . 87 (7): 1249–60. дои : 10.1016/S0092-8674(00)81820-6 . ПМИД 8980231 .
- ^ Клапье Ч.Р., Иваса Дж., Кэрнс Б.Р., Петерсон С.Л. (июль 2017 г.). «Механизмы действия и регуляция АТФ-зависимых комплексов ремоделирования хроматина» . Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 18 (7): 407–422. дои : 10.1038/номер.2017.26 . ПМЦ 8127953 . ПМИД 28512350 .
- ^ Jump up to: а б Тан Л., Ногалес Э., Сиферри С. (июнь 2010 г.). «Структура и функция комплексов ремоделирования хроматина SWI/SNF и механистическое значение транскрипции» . Прогресс биофизики и молекулярной биологии . 102 (2–3): 122–8. doi : 10.1016/j.pbiomolbio.2010.05.001 . ПМК 2924208 . ПМИД 20493208 .
- ^ Смит К.Л., Горовиц-Шерер Р., Фланаган Дж.Ф., Вудкок К.Л., Петерсон К.Л. (февраль 2003 г.). «Структурный анализ комплекса ремоделирования хроматина дрожжей SWI/SNF». Структурная биология природы . 10 (2): 141–5. дои : 10.1038/nsb888 . ПМИД 12524530 .
- ^ Jump up to: а б Шим Э.Ю., Ма Дж.Л., Оум Дж.Х., Янез Ю., Ли С.Э. (май 2005 г.). «Комплекс RSC, ремоделирующий дрожжевой хроматин, способствует восстановлению концевых соединений двухцепочечных разрывов ДНК» . Молекулярная и клеточная биология . 25 (10): 3934–44. дои : 10.1128/mcb.25.10.3934-3944.2005 . ПМЦ 1087737 . ПМИД 15870268 .
- ^ Jump up to: а б Чай Б., Хуан Дж., Кэрнс Б.Р., Лоран Б.К. (июль 2005 г.). «Различные роли RSC и Swi/Snf АТФ-зависимых ремоделеров хроматина в восстановлении двухцепочечных разрывов ДНК» . Гены и развитие . 19 (14): 1656–61. дои : 10.1101/gad.1273105 . ПМК 1176001 . ПМИД 16024655 .
- ^ Jump up to: а б с д Лиа Г., Прали Е., Феррейра Х., Стокдейл С., Це-Динь Ю.К., Данлэп Д. и др. (февраль 2006 г.). «Прямое наблюдение искажения ДНК комплексом RSC» . Молекулярная клетка . 21 (3): 417–25. doi : 10.1016/j.molcel.2005.12.013 . ПМЦ 3443744 . ПМИД 16455496 .
- ^ Jump up to: а б с Хопсон С., Томпсон М.Дж. (октябрь 2017 г.). «BAF180: его роль в восстановлении ДНК и последствия при раке». АКС Химическая биология . 12 (10): 2482–2490. doi : 10.1021/acschembio.7b00541 . ПМИД 28921948 .
- ^ «RSC6 | SGD» . www.yeastgenome.org . Проверено 31 марта 2020 г.
- ^ Туок Т.К., Боретиус С., Сансом С.Н., Питулеску М.Е., Фрам Дж., Ливси Ф.Дж., Стойкова А. (май 2013 г.). «Регуляция хроматина с помощью BAF170 контролирует размер и толщину коры головного мозга» . Развивающая клетка . 25 (3): 256–69. дои : 10.1016/j.devcel.2013.04.005 . hdl : 11858/00-001M-0000-0013-F327-3 . ПМИД 23643363 .
- ^ ДельБове Дж., Россон Г., Стробек М., Чен Дж., Арчер Т.К., Ван В. и др. (декабрь 2011 г.). «Идентификация основного члена комплекса SWI/SNF, BAF155/SMARCC1, как гена-супрессора опухолей человека» . Эпигенетика . 6 (12): 1444–53. дои : 10.4161/epi.6.12.18492 . ПМЦ 3256333 . ПМИД 22139574 .