Kompleks przebudowy struktury chromatyny (RSC).
RSC ( Remodeling the S structure of Chromatin ) jest członkiem rodziny remodelerów chromatyny zależnych od ATP . Aktywność kompleksu RSC pozwala na przebudowę chromatyny poprzez zmianę struktury nukleosomu .
Istnieją cztery podrodziny remodelerów chromatyny: SWI/SNF , INO80 , ISW1 i CHD. Kompleks RSC jest złożonym z 15 podjednostek kompleksem remodelującym chromatynę początkowo występującym w Saccharomyces cerevisiae i jest homologiczny do kompleksu SWI/SNF występującego u ludzi. Kompleks RSC wykazuje ATPazy w obecności DNA.
Kompleks RSC kontra SWI/SNF
Podczas gdy RSC i SWI/SNF są uważane za homologiczne, RSC jest znacznie bardziej powszechny niż kompleks SWI/SNF i jest wymagany do mitotycznego podziału komórek . Bez kompleksu RSC komórki nie przetrwałyby. RSC składa się z 15 podjednostek i co najmniej trzy z tych podjednostek są zachowane między RSC i SWI/SNF . RSC i SWI/SNF składają się z bardzo podobnych komponentów, takich jak komponenty Sth1 w RSC i SWI2/Snf2p w SWI/SNF. Oba te składniki to ATPazy , które składają się z Arp7 i Arp9, które są białkami podobnymi do aktyny . Podjednostki Sth1 (Rsc6p, Rsc8p i Sfh1p) są paralogami trzech podjednostek SWI/SNF (Swp73p, Swi3p i Snf5p). Chociaż istnieje wiele podobieństw między tymi dwoma kompleksami przebudowy chromatyny, przebudowują one różne części chromatyny. Mają także przeciwstawne role, szczególnie podczas interakcji z promotorem PHO8 . RSC działa, aby zagwarantować umieszczenie nukleosomu N-3, podczas gdy SWI/SNF próbuje zastąpić umieszczenie N-3.
Kompleksy RSC i SWI/SNF działają jako kompleksy przebudowy chromatyny u ludzi ( Homo sapiens ) i muszki owocowej ( Drosophila melanogaster ). SWI/SNF zostało po raz pierwszy odkryte, gdy przeprowadzono genetyczne badanie przesiewowe drożdży z mutacją powodującą niedobór przełączania typu kojarzenia (swi) i mutację powodującą niedobór fermentacji sacharozy. Po odkryciu tego kompleksu przebudowy chromatyny, odkryto kompleks RSC, gdy odkryto, że jego składniki, Snf2 i Swi2p, są homologiczne do kompleksu SWI/SNF.
Dzięki badaniom przeprowadzonym przy użyciu BLAST (biotechnologii) uważa się, że drożdżowy kompleks RSC jest jeszcze bardziej podobny do ludzkiego kompleksu SWI/SNF niż do drożdżowego kompleksu SWI/SNF.
Rola RSC
Rola nukleosomów jest bardzo ważnym tematem badań. Wiadomo, że nukleosomy zakłócają wiązanie czynników transkrypcyjnych z DNA, dzięki czemu mogą kontrolować transkrypcję i replikację. Za pomocą in vitro z użyciem drożdży odkryto, że RSC jest niezbędny do przebudowy nukleosomu. Istnieją dowody na to, że RSC nie przebudowuje samodzielnie nukleosomów; wykorzystuje informacje z enzymów, aby pomóc w pozycjonowaniu nukleosomów.
ATPazy kompleksu RSC jest aktywowana przez jednoniciowy, dwuniciowy i/lub nukleosomalny DNA, podczas gdy niektóre inne kompleksy przebudowy chromatyny są stymulowane tylko przez jeden z tych typów DNA .
Kompleks RSC (konkretnie Rsc8 i Rsc30) ma kluczowe znaczenie przy naprawianiu pęknięć dwuniciowych poprzez niehomologiczne łączenie końców (NHEJ) w drożdżach. Ten mechanizm naprawy jest ważny dla przeżycia komórki, a także dla utrzymania genomu organizmu. Te dwuniciowe pęknięcia są zwykle spowodowane promieniowaniem i mogą być szkodliwe dla genomu. Przerwy mogą prowadzić do mutacji, które zmieniają położenie chromosomu, a nawet mogą doprowadzić do całkowitej utraty chromosomu. Mutacje związane z pęknięciami dwuniciowymi zostały powiązane z rakiem i innymi śmiertelnymi chorobami genetycznymi. RSC nie tylko naprawia pęknięcia dwuniciowe przez NHEJ , ale także naprawia te pęknięcia za pomocą rekombinacji homologicznej z pomocą kompleksu SWI/SNF. Najpierw rekrutuje się SWI/SNF, przed związaniem dwóch homologicznych chromosomów, a następnie rekrutuje się RSC, aby pomóc w zakończeniu naprawy.
Mechanizm działania dsDNA
Badanie pojedynczej cząsteczki przy użyciu pęsety magnetycznej i liniowego DNA wykazało, że RSC generuje pętle DNA in vitro , jednocześnie generując ujemne supercewki w szablonie. Te pętle mogą składać się z setek par zasad, ale długość zależy od tego, jak mocno nawinięty jest DNA, a także od tego, ile ATP jest obecne podczas tej translokacji. RSC nie tylko mógł generować pętle, ale był także w stanie rozluźnić te pętle, co oznacza, że translokacja RSC jest odwracalna.
Hydroliza ATP umożliwia kompleksowi translokację DNA do pętli. RSC może zwolnić pętlę albo poprzez powrót do pierwotnego stanu z porównywalną prędkością, albo przez utratę jednego z dwóch styków.
komponenty RSC
Poniżej znajduje się lista składników RSC zidentyfikowanych w drożdżach, odpowiadających im ludzkich ortologów i ich funkcji:
| Drożdże | Człowiek | Funkcjonować |
|---|---|---|
| RSC1 | BAF180 | Mechanizmy naprawy DNA, białko supresorowe nowotworów |
| RSC2 | BAF180 | Mechanizmy naprawy DNA, białko supresorowe nowotworów |
| RSC4 | BAF180 | Mechanizmy naprawy DNA, białko supresorowe nowotworów |
| RSC6 | BAF60a | Wzrost mitotyczny |
| RSC8 | BAF170, BAF155 | Reguluje rozmiar/grubość kory , supresor guza |
Zobacz też
- SWI/SNF (kompleks przebudowy nukleosomów)
- Kompleks Mi-2/NuRD
- INO80B (gen)
- Imitacja SWI (kompleks przebudowy nukleosomu)