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