stringtranslate.com

Комплекс ремоделирования структуры хроматина (RSC)

RSC ( R emodeling the S tructure of Chromatin ) является членом семейства АТФ-зависимых ремоделеров хроматина . Активность комплекса RSC позволяет ремоделировать хроматин путем изменения структуры нуклеосомы . [ 1]

Существует четыре подсемейства ремоделеров хроматина: SWI/SNF , INO80 , ISW1 и CHD. [2] Комплекс RSC представляет собой 15-субъединичный комплекс ремоделирования хроматина, первоначально обнаруженный в Saccharomyces cerevisiae , и гомологичен комплексу SWI/SNF, обнаруженному у людей. [1] Комплекс RSC обладает АТФазной активностью в присутствии ДНК. [1]

Комплекс RSC против SWI/SNF

Хотя RSC и SWI/SNF считаются гомологичными, RSC встречается значительно чаще, 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 сохраняются 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 этих компонента являются АТФазами , которые состоят из Arp7 и Arp9, которые являются белками, похожими 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 сходств, они ремоделируют разные части хроматина. [3] Они также выполняют противоположные роли, особенно при взаимодействии с промотором PHO8 . RSC работает, чтобы гарантировать размещение нуклеосомы N-3, в то время как SWI/SNF пытается переопределить размещение N-3. [4]

Комплексы RSC и SWI/SNF функционируют как комплексы ремоделирования хроматина у людей ( Homo sapiens ) и обыкновенной плодовой мушки ( Drosophila melanogaster ). SWI/SNF был впервые обнаружен, когда был проведен генетический скрининг дрожжей с мутацией, вызывающей дефицит переключения типа спаривания (swi), и мутацией, вызывающей дефицит ферментации сахарозы. [1] После того, как был открыт этот комплекс 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 (биотехнологии) , считается, что комплекс RSC дрожжей даже более похож на комплекс SWI/SNF человека, чем на комплекс SWI/SNF дрожжей. [1]

Роль РСК

Роль нуклеосом является очень важной темой исследований. Известно, что нуклеосомы мешают связыванию факторов транскрипции с ДНК, поэтому они могут контролировать транскрипцию и репликацию. С помощью эксперимента in vitro с использованием дрожжей было обнаружено, что RSC требуется для ремоделирования нуклеосом. Есть доказательства того, что RSC не ремоделирует нуклеосомы самостоятельно; он использует информацию от ферментов, чтобы помочь позиционировать нуклеосомы.

Активность АТФазы комплекса RSC активируется одноцепочечной, двухцепочечной и/или нуклеосомной ДНК, в то время 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 исправлении двухцепочечных разрывов посредством негомологичного соединения концов (NHEJ) в дрожжах. [5] Этот механизм восстановления важен для выживания клеток, а также для поддержания генома организма. Эти двухцепочечные разрывы обычно вызываются радиацией и могут быть пагубными 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 посредством NHEJ , он также 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 dsDNA

Исследование одной молекулы с использованием магнитного пинцета и линейной ДНК показало, что RSC генерирует петли ДНК in vitro , одновременно генерируя отрицательные супервитки в матрице. [7] Эти петли могут состоять из сотен пар оснований, но длина зависит от того, насколько плотно скручена ДНК, а также от того, сколько АТФ присутствует во время этой транслокации. [7] RSC может не только генерировать петли, но и расслаблять эти петли, что означает, что транслокация RSC обратима. [7]

Гидролиз АТФ позволяет комплексу транслоцировать ДНК в петлю. RSC может освободить петлю либо путем транслокации обратно в исходное состояние с сопоставимой скоростью, либо путем потери одного из двух своих контактов. [7]

Компоненты РСК

Ниже приведен список компонентов RSC, которые были идентифицированы у дрожжей, их соответствующие человеческие ортологи и их функции:

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefghi Cairns BR, Lorch Y, Li Y, Zhang M, Lacomis L, Erdjument-Bromage H, et al. (декабрь 1996 г.). "RSC, существенный, обильный комплекс ремоделирования хроматина". Cell . 87 (7): 1249–60. doi : 10.1016/S0092-8674(00)81820-6 . PMID  8980231.
  2. ^ Clapier CR, Iwasa J, Cairns BR, Peterson CL (июль 2017 г.). «Механизмы действия и регуляции АТФ-зависимых комплексов ремоделирования хроматина». Nature Reviews. Molecular Cell Biology . 18 (7): 407–422. doi :10.1038/nrm.2017.26. PMC 8127953. PMID  28512350 . 
  3. ^ ab Tang L, Nogales E, Ciferri C (июнь 2010 г.). «Структура и функция комплексов ремоделирования хроматина SWI/SNF и их механистические последствия для транскрипции». Progress in Biophysics and Molecular Biology . 102 (2–3): 122–8. doi :10.1016/j.pbiomolbio.2010.05.001. PMC 2924208 . PMID  20493208. 
  4. ^ Смит CL, Хоровиц-Шерер R, Фланаган JF, Вудкок CL, Петерсон CL (февраль 2003 г.). «Структурный анализ комплекса ремоделирования хроматина SWI/SNF дрожжей». Nature Structural Biology . 10 (2): 141–5. doi :10.1038/nsb888. PMID  12524530.
  5. ^ ab Shim EY, Ma JL, Oum JH, Yanez Y, Lee SE (май 2005 г.). «Комплекс ремоделера дрожжевого хроматина RSC способствует восстановлению двухцепочечных разрывов ДНК путем соединения концов». Молекулярная и клеточная биология . 25 (10): 3934–44. doi :10.1128/mcb.25.10.3934-3944.2005. PMC 1087737. PMID  15870268 . 
  6. ^ ab Chai B, Huang J, Cairns BR, Laurent BC (июль 2005 г.). «Различные роли RSC и Swi/Snf АТФ-зависимых ремоделеров хроматина в репарации двухцепочечных разрывов ДНК». Genes & Development . 19 (14): 1656–61. doi :10.1101/gad.1273105. PMC 1176001 . PMID  16024655. 
  7. ^ abcd Lia G, Praly E, Ferreira H, Stockdale C, Tse-Dinh YC, Dunlap D и др. (февраль 2006 г.). «Прямое наблюдение искажения ДНК комплексом RSC». Molecular Cell . 21 (3): 417–25. doi :10.1016/j.molcel.2005.12.013. PMC 3443744 . PMID  16455496. 
  8. ^ abc Hopson S, Thompson MJ (октябрь 2017 г.). «BAF180: его роль в восстановлении ДНК и последствия при раке». ACS Chemical Biology . 12 (10): 2482–2490. doi :10.1021/acschembio.7b00541. PMID  28921948.
  9. ^ "RSC6 | SGD". www.yeastgenome.org . Получено 2020-03-31 .
  10. ^ Tuoc TC, Boretius S, Sansom SN, Pitulescu ME, Frahm J, Livesey FJ, Stoykova A (май 2013 г.). «Регуляция хроматина с помощью BAF170 контролирует размер и толщину коры головного мозга». Developmental Cell . 25 (3): 256–69. doi : 10.1016/j.devcel.2013.04.005 . hdl : 11858/00-001M-0000-0013-F327-3 . PMID  23643363.
  11. ^ DelBove J, Rosson G, Strobeck M, Chen J, Archer TK, Wang W и др. (декабрь 2011 г.). «Идентификация основного члена комплекса SWI/SNF, BAF155/SMARCC1, как гена-супрессора опухолей человека». Epigenetics . 6 (12): 1444–53. doi :10.4161/epi.6.12.18492. PMC 3256333 . PMID  22139574. 


Внешние ссылки