kompleks TREX
Kompleks TREX ( transkrypcja TR -port EX ) jest konserwowanym eukariotycznym kompleksem wielobiałkowym , który łączy transkrypcję mRNA i eksport jądrowy. Kompleks TREX przemieszcza się przez transkrybowane geny z polimerazą RNA II . TREX wiąże mRNA i rekrutuje białka transportowe NXF1 i NXT1 (drożdże Mex67 i Mtr2), które przenoszą mRNA z jądra . Kompleks TREX odgrywa ważną rolę w stabilności genomu i chorobach neurodegeneracyjnych.
Rola w eksporcie jądrowym mRNA
Podczas wydłużania transkrypcji kompleks THO podąża za polimerazą RNA II i oddziałuje z czynnikami transkrypcyjnymi wzdłuż całego transkrybowanego regionu. Następnie domena końca karboksylowego (CTD) polimerazy RNA II rekrutuje czynniki przetwarzania końca 3' / czynniki terminacji transkrypcji , które ładują helikazę RNA typu DEAD-box Adapter eksportu UAP56 i RNA ALYREF. To tworzy kompletny kompleks TREX. Na końcu transkrypcji, po utworzeniu końca 3' mRNA i uwolnieniu mRNA z miejsca transkrypcji, mRNA jest przenoszone z UAP56 do ALYREF. Następnie UAP56 dysocjuje, umożliwiając heterodimerycznego receptora eksportu NXF1-NXT1, który rozpoznaje mRNA pośrednio przez ALYREF. Dalsze aranżacje mRNA skutkują uwolnieniem ALYREF. Wreszcie dimer NXF1-NXT1 ułatwia transport jądrowy mRNA do cytoplazmy poprzez bezpośrednią interakcję z kompleksem porów jądrowych . [ potrzebny cytat ]
Skład i konserwacja u gatunków eukariotycznych
kompleks THO
Ludzki kompleks THO składa się z sześciu podjednostek THOC1, -2, -3, -5, -6 i -7. Cztery z nich mają odpowiedniki w Saccharomyces cerevisiae : THOC1 (drożdże Hpr1), -2 (drożdże Tho2), -3 (drożdże Tex3) i -7 (drożdże Mft1). THOC1 jest pierwszym białkiem zidentyfikowanym w kompleksie THO. THOC2 jest największą podjednostką TREX. Pełni rolę rusztowania do tworzenia kompleksu. Domena C-końcowa THOC2 bezpośrednio oddziałuje z kwasami nukleinowymi. Mutacyjne warianty THOC2 zostały powiązane z syndromiczną niepełnosprawnością intelektualną , powodując drgawki, drżenie, opóźnienia mowy i inne. THOC 3 i 6 oba zawierają Powtarzające się motywy WD40 , które umożliwiają interakcję z innymi białkami THO. THOC5 i THOC7 wiążą się ściśle i tworzą dimer w swojej domenie zwiniętej cewki (CCD). Cztery kompleksy THO tworzą tetramer, a każdy kompleks THO wiąże się z jednym białkiem UAP56 w THOC2 i THOC1. [ potrzebne źródło ]
DDX39/UAP56
DDX39 lub białko 56 związane z U2AF65 (UAP56, Sub2 w drożdżach) jest ATPazą typu DEAD-box niezbędną do splicingu pre-mRNA , ale jest również kluczowym składnikiem kompleksu TREX. DDX39 jest bardzo podobny do UAP56, dzieląc 90% sekwencji aminokwasowej. UAP56 podróżuje wzdłuż genów z kompleksem THO, gdzie oddziałuje ze szkieletem cukrowo-fosforanowym mRNA. Funkcje UAP56 do rekrutacji ALYREF, adaptera eksportu RNA, do splicingu lub bez intronu mRNA. Po przeniesieniu mRNA z UAP56 do ALYREF, UAP56 dysocjuje z kompleksu, umożliwiając związanie czynnika eksportu NXF1 z ALYREF w tym samym miejscu.
| DDX39B | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikatory | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| , BAT1, D6S81E, UAP56, DEAD-box helicase 39B, DExD-box helicase 39B | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikatory zewnętrzne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wikidane | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DDX39a
W komórkach ssaków istnieje paralog DDX39b , DDX39a, który jest nieco funkcjonalnie zbędny. Powalenie obu paralogów jest wymagane do zablokowania eksportu mRNA, ale wyczerpanie któregokolwiek z paralogów wpływa na różne formy mRNA. Pokazano, że DDX39b kojarzy się z THO i ALYREF, a DDX39a z CIP29 i ALYREF.
ALYREF
ALYREF (Yra1 w drożdżach) jest niezbędnym adapterem eksportu RNA zaangażowanym w eksport zarówno splicingowych, jak i pozbawionych intronów mRNA. N i C-końce ALYREF zawierają motywy wiążące UAP56 (UBM), które są niezbędne do jego interakcji z UAP56. ALYREF zawiera również motyw rozpoznawania RNA (RRM), który słabo wiąże RNA i jest otoczony dwoma miejscami wiązania RNA bogatymi w argininę. Sam ALYREF nie może skutecznie wiązać mRNA i wymaga interakcji z UAP56 w celu związania mRNA w kompleksie TREX (patrz ryc. 3). Te bogate w argininę miejsca są również niezbędne do interakcji ALYREF z receptorem eksportu NXF1, który stymuluje transfer mRNA z ALYREF do NXF1. Podobnie jak UAP56, ALYREF dysocjuje przed eksportem mRNA do jądra. Nieustrukturyzowany i elastyczny charakter ALYREF wskazuje, że może on odgrywać kluczową rolę w pakowaniu mRNA i białek w przekaźnikowe białko rybojądrowe (mRNP) na eksport jądrowy.
| ALYREF | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikatory | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| , ALY, ALY/REF, BEF, REF, THOC4, Aly/REF czynnik eksportu | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Identyfikatory zewnętrzne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wikidane | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
UIF/FYTTD1
UIF, zidentyfikowany przez homologię genów domeny wiążącej UAP56 ALYREF, jest funkcjonalnie zbędny z ALYREF. Knockdown ALYREF w komórkach ssaków powoduje dużą regulację w górę UIF. UIF może łączyć się z innymi składnikami kompleksu TREX w sposób niezależny od RNA. Spekuluje się, że UIF wiąże się z alternatywnymi kompleksami TREX zamiast ALYREF, być może działając na określone typy lub mRNA. [ potrzebne źródło ]
CHTOP
Pierwotnie zidentyfikowany jako białko wiążące RNA zaangażowane w regulację cyklu komórkowego, CHTOP zawiera dwa UBM, takie jak te w ALYREF i UIF, i uważa się, że działa w podobny sposób jak ALYREF. Wykazano również, że CHTOP stymuluje aktywność ATPazy UAP56. Spekuluje się, że CHTOP wiąże się z alternatywnymi kompleksami TREX zamiast UAP56, być może działając na określone typy lub mRNA. [ potrzebne źródło ]
SARNP/CIP29
SARNP / CIP29 (drożdże Tho1), zidentyfikowane obok drożdży Tho2, tworzy trimeryczny kompleks z UAP56 i ALYREF i wykazano, że preferencyjnie łączy się z DDX39a. SARNP stymuluje aktywność ATPazy UAP56.
| Drożdże | Drosophila | Ssaki | |
|---|---|---|---|
| komponenty THO | Hpr1 | Thoc1 | Thoc1 (hHpr1) |
| Tho2 | Thoc2 | Thoc2 | |
| Thp2 | |||
| Mft1 | Thoc7 | Thoc7 | |
| Thoc5 | Thoc5 (FMIP) | ||
| Thoc6 | Thoc6 | ||
| Tex1 | Thoc3 | Thoc3 (hTEX1) | |
| Helikaza typu DEAD-box | Pod2 | Uap56 | Uap56 |
| DDX39 | |||
| Adaptorowe białko wiążące mRNA | rok1 | Ali | ALYREF |
Powiązane białka
NXF1
NXF1 (Mex67p u drożdży), znany również jako jądrowy czynnik eksportu RNA 1, jest wielodomenowym białkiem składającym się z jednego konserwatywnego rozpoznawania N-końcowego RNA i czterech motywów powtórzeń bogatych w leucynę, centralnej domeny podobnej do NTF2 i C- końcowa domena związana z ubikwityną, która pośredniczy w interakcjach z nukleoporynami. Domena podobna do NTF2 jest zdolna do tworzenia heterodimerów z białkiem eksportowym 1 związanym z NTF2 (NXT1). Heterodimer wiąże mRNA przetwarzane przez kompleks TREX i wspomaga kompleks TREX w procesie eksportu jądrowego.
NXT1
NXT1 (Mtr2p w drożdżach) jest również znany jako p15. Przemieszcza się między jądrem a cytoplazmą, działając jako aktywne jądrowe białko transportowe. NXT1 wiąże się specyficznie z Ran -GTP i lokalizuje się w kompleksie porów jądrowych w komórkach ssaków. Stabilizuje również i tworzy heterodimery z NXF1. Heterodimer wiąże mRNA przetwarzane przez kompleks TREX i wspomaga kompleks TREX w procesie eksportu jądrowego.
NCBP1 i NCBP3
NCBP1 i NCBP3 są częścią kompleksu wiążącego czapeczkę . Te dwa białka oddziałują ze sobą, jak również z kompleksem TREX, ułatwiając eksport mRNA z jądra do cytoplazmy. NCBP3 dodatkowo oddziałuje z białkami kompleksu połączeń egzonowych w celu składania i stabilności mRNA .
Rola w stabilności genomu, mutacjach i chorobach
Kompleks TREX jest konserwatywnym kompleksem białkowym, który łączy transkrypcję z eksportem mRNA i jest powiązany ze stabilnością genomu i kilkoma zaburzeniami.
Stabilność genomu
Kompleks TREX odgrywa ważną rolę w stabilności genomu. Nowo utworzone nici RNA mogą hybrydyzować z jednoniciową matrycową sekwencją DNA podczas transkrypcji, prowadząc do pętli R. Pętla R sprawia, że przeciwna nić DNA jest bardziej podatna na rozszczepienie, co może spowodować uszkodzenie DNA w komórkach. Kompleks TREX wiąże się z polimerazą RNA i nowo utworzonym RNA, sekwestrując RNA, a tym samym zapobiegając jego hybrydyzacji z nicią DNA, poprawiając stabilność genomu.
Choroby neurodegeneracyjne
Kompleks TREX jest związany z kilkoma zaburzeniami neurodegeneracyjnymi i neurorozwojowymi . Zaburzenia te są spowodowane mutacjami w samym kompleksie TREX lub w innych genach.
Bezpośrednie mutacje w podjednostkach TREX
Kilka mutacji w genie THOC2 , część kompleksu THO, jest związanych z chorobą. Na przykład mutacje zmiany sensu lub zmiana nukleotydu powodująca kodowanie innego aminokwasu w tym genie i translokacje na chromosomie X są związane z niepełnosprawnością intelektualną .
Gen THOC6, część kompleksu THO, odgrywa rolę w rozwoju mózgu i innych narządów. Mutacje tego genu prowadzą do nieprawidłowej lokalizacji białka w cytoplazmie, co jest procesem niezbędnym dla rozwoju układu nerwowego i narządów. Homozygotyczna mutacja w tym genie może prowadzić nie tylko do niepełnosprawności intelektualnej, ale także wad serca i deformacji mózgu .
Mutacje w innych genach
Mutacje w innych genach również mogą być pośrednio zależne od kompleksu TREX i prowadzić do chorób, w tym rodzinnego stwardnienia zanikowego bocznego (ALS). ALS jest rzadką chorobą neurodegeneracyjną, która prowadzi do śmierci neuronów ruchowych w mózgu, powodując utratę dobrowolnego ruchu. W rodzinnej postaci choroby powtórzenie GGGGCC w intronie genu C9ORF72 ulega ekspansji w pre-mRNA, które jest eksportowane do cytoplazmy i tworzy ogniska RNA. ALYREF wiąże się z ponowną ekspansją, a nadmiar rekrutacji sprzyja jej eksportowi. Mutacja, która zakłóca jego aktywność, hamuje neurodegenerację i jest wzmacniana przez CHTOP i NXF1.