Komplex remodelace struktury chromatinu (RSC) - Chromatin structure remodeling (RSC) complex

RSC (Remodelující Struktura Chromatin) je členem Rodina remodelovačů chromatinu závislých na ATP. Aktivita komplexu RSC umožňuje remodelování chromatinu změnou struktury nukleosom.[1]

Existují čtyři podskupiny remodelovačů chromatinu: SWI / SNF, INO80, ISW1 a CHD.[2] RSC komplex je 15-podjednotkový komplex pro remodelaci chromatinu původně nalezený v Saccharomyces cerevisiae a je homologní s SWI / SNF komplex nalezený u lidí.[1] Komplex RSC má ATPáza aktivita v přítomnosti DNA.[1]

RSC komplex vs. SWI / SNF

Zatímco RSC a SWI / SNF jsou považovány za homologní, RSC je podstatně častější než SWI / SNF složitý a je vyžadován pro mitotické dělení buněk.[1] Bez komplexu RSC by buňky nepřežily.[1] RSC se skládá z 15 podjednotky a alespoň tři z těchto podjednotek jsou konzervovány mezi RSC a SWI / SNF.[1] RSC a SWI / SNF se skládají z velmi podobných komponent, jako jsou komponenty Sth1 v RSC a SWI2 / Snf2p v SWI / SNF. Obě tyto součásti jsou ATPázy které se skládají z Arp7 a Arp9, což jsou podobné proteiny aktin.[3] Podjednotky Sth1 (Rsc6p, Rsc8p a Sfh1p) jsou paralogy do tří podjednotek SWI / SNF (Swp73p, Swi3p a Snf5p). I když existuje mnoho podobností mezi těmito dvěma komplexy remodelace chromatinu, remodelují různé části chromatinu.[3] Mají také protichůdné role, zejména při interakci s PHO8 promotér. RSC pracuje na zajištění umístění nukleosomu N-3, zatímco SWI / SNF se pokouší přepsat umístění N-3.[4]

Komplexy RSC a SWI / SNF fungují jako komplexy remodelace chromatinu u lidí (Homo sapiens ) a běžná ovocná muška (Drosophila melanogaster ). SWI / SNF byl poprvé objeven, když byl v kvasinkách proveden genetický screening s mutací způsobující nedostatek v páření (swi) a mutací způsobující nedostatek ve fermentaci sacharózy.[1] Poté, co byl objeven tento komplex remodelace chromatinu, byl nalezen komplex RSC, když bylo zjištěno, že jeho složky, Snf2 a Swi2p, jsou homologní s komplexem SWI / SNF.

Vzhledem k výzkumu provedenému pomocí BLAST (biotechnologie) Předpokládá se, že kvasinkový RSC komplex je ještě více podobný lidskému komplexu SWI / SNF než kvasinkovým komplexům SWI / SNF.[1]

Role RSC

Role nukleosomů je velmi důležitým tématem výzkumu. Je známo, že nukleosomy interferují s vazbou transkripčních faktorů na DNA, proto mohou řídit transkripci a replikaci. S pomocí in vitro experiment s použitím kvasinek, bylo zjištěno, že RSC je vyžadován pro přestavbu nukleosomů. Existují důkazy, že RSC sama nereodeluje nukleosomy; využívá informace z enzymů k usnadnění polohy nukleosomů.

The ATPáza aktivita komplexu RSC je aktivována jednovláknovou, dvouvláknovou a / nebo nukleosomální DNA, zatímco některé další komplexy remodelace chromatinu jsou stimulovány pouze jedním z těchto typů DNA.[1]

Komplex RSC (konkrétně Rsc8 a Rsc30) je zásadní při upevňování dvouvláknových zlomů nehomologní spojování konců (NHEJ) v droždí.[5] Tento opravný mechanismus je důležitý pro přežití buněk i pro udržení genomu organismu. Tyto dvouvláknové zlomy jsou obvykle způsobeny zářením a mohou být škodlivé pro genom. Přerušení může vést k mutacím, které přemístí chromozom a mohou dokonce vést k úplné ztrátě chromozomu. Mutace spojené s dvouvláknovými zlomy byly spojeny s rakovinou a dalšími smrtícími genetickými chorobami.[5] RSC neopravuje pouze dvouvláknové zlomy NHEJ, také opravuje tento zlom pomocí homologní rekombinace pomocí komplexu SWI / SNF.[6] Nejprve se získává SWI / SNF, než se naváží dva homologní chromozomy, a poté se získává RSC, aby pomohla dokončit opravu.[6]

Mechanismus účinku v dsDNA

Studie s jednou molekulou pomocí magnetická pinzeta a lineární DNA pozorovala, že RSC generuje smyčky DNA in vitro a současně generovat záporné supercoily v šabloně.[7] Tyto smyčky se mohou skládat ze stovek párů bází, ale délka závisí na tom, jak pevně je DNA navinuta, a také na tom, kolik ATP je během této translokace přítomno.[7] RSC nejenže mohl generovat smyčky, ale také dokázal tyto smyčky uvolnit, což znamená, že translokace RSC je reverzibilní.[7]

Hydrolýza ATP umožňuje komplexu translokovat DNA do smyčky. RSC může uvolnit smyčku buď přemístěním zpět do původního stavu srovnatelnou rychlostí, nebo ztrátou jednoho ze svých dvou kontaktů.[7]

RSC komponenty

Následuje seznam komponent RSC, které byly identifikovány v kvasinkách, což je jejich odpovídající člověk ortology a jejich funkce:

DroždíČlověkFunkce
RSC1BAF180Opravné mechanismy DNA, supresor nádoru protein [8]
RSC2BAF180Mechanismy opravy DNA, tumor supresorový protein [8]
RSC4BAF180Mechanismy opravy DNA, tumor supresorový protein [8]
RSC6BAF60aMitotické růst[9]
RSC8BAF170, BAF155Reguluje kortikální velikost / tloušťka,[10] supresor nádoru [11]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d E F G h i Cairns BR, Lorch Y, Li Y, Zhang M, Lacomis L, Erdjument-Bromage H a kol. (Prosinec 1996). „RSC, základní a hojný komplex remodelaci chromatinu“. Buňka. 87 (7): 1249–60. doi:10.1016 / S0092-8674 (00) 81820-6. PMID  8980231.
  2. ^ Clapier CR, Iwasa J, Cairns BR, Peterson CL (červenec 2017). "Mechanismy působení a regulace ATP-závislých komplexů remodelačních chromatinů". Recenze přírody. Molekulární buněčná biologie. 18 (7): 407–422. doi:10.1038 / nrm.2017.26. PMID  28512350.
  3. ^ A b Tang L, Nogales E, Ciferri C (červen 2010). "Struktura a funkce komplexů remodelace chromatinu SWI / SNF a mechanické důsledky pro transkripci". Pokrok v biofyzice a molekulární biologii. 102 (2–3): 122–8. doi:10.1016 / j.pbiomolbio.2010.05.001. PMC  2924208. PMID  20493208.
  4. ^ Smith CL, Horowitz-Scherer R, Flanagan JF, Woodcock CL, Peterson CL (únor 2003). "Strukturní analýza kvasinkového komplexu remodelace SWI / SNF chromatinu". Přírodní strukturní biologie. 10 (2): 141–5. doi:10.1038 / nsb888. PMID  12524530.
  5. ^ A b Shim EY, Ma JL, Oum JH, Yanez Y, Lee SE (květen 2005). „Komplex RSC remodeleru kvasinkových chromatinů usnadňuje koncové spojovací opravy dvouřetězcových zlomů DNA“. Molekulární a buněčná biologie. 25 (10): 3934–44. doi:10.1128 / mcb.25.10.3934-3944.2005. PMC  1087737. PMID  15870268.
  6. ^ A b Chai B, Huang J, Cairns BR, Laurent BC (červenec 2005). „Zřetelné role remodelátorů chromatinu závislých na ATC závislých na RSC a Swi / Snf při opravě dvouřetězcových zlomů DNA“. Geny a vývoj. 19 (14): 1656–61. doi:10.1101 / gad.1273105. PMC  1176001. PMID  16024655.
  7. ^ A b C d Lia G, Praly E, Ferreira H, Stockdale C, Tse-Dinh YC, Dunlap D a kol. (Únor 2006). „Přímé pozorování narušení DNA komplexem RSC“. Molekulární buňka. 21 (3): 417–25. doi:10.1016 / j.molcel.2005.12.013. PMC  3443744. PMID  16455496.
  8. ^ A b C Hopson S, Thompson MJ (říjen 2017). „BAF180: Jeho role při opravách DNA a důsledky pro rakovinu“. ACS Chemická biologie. 12 (10): 2482–2490. doi:10.1021 / acschembio.7b00541. PMID  28921948.
  9. ^ "RSC6 | SGD". www.yeastgenome.org. Citováno 2020-03-31.
  10. ^ Tuoc TC, Boretius S, Sansom SN, Pitulescu ME, Frahm J, Livesey FJ, Stoykova A (květen 2013). „Regulace chromatinu pomocí BAF170 řídí velikost a tloušťku mozkové kortikální oblasti“. Vývojová buňka. 25 (3): 256–69. doi:10.1016 / j.devcel.2013.04.005. PMID  23643363.
  11. ^ DelBove J, Rosson G, Strobeck M, Chen J, Archer TK, Wang W a kol. (Prosinec 2011). „Identifikace hlavního člena komplexu SWI / SNF, BAF155 / SMARCC1, jako genu potlačujícího lidský nádor“. Epigenetika. 6 (12): 1444–53. doi:10.4161 / epi.6.12.18492. PMC  3256333. PMID  22139574.


externí odkazy