Piwi

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Saltar ata a navegación Saltar á procura
Dominio piwi
PDB 1z26 EBI.jpg
Estrutura da proteína Argonauta da arquea Pyrococcus furiosus.[1]
Identificadores
Símbolo Piwi
Pfam PF02171
InterPro IPR003165
PROSITE PS50822
CDD cd02826
O dominio piwi dunha proteína Argonauta cun siRNA unido, compoñente do complexo silenciador inducido por ARN que media no silenciamento xénico por interferencia de ARN.

Piwi ou PIWI (orixinalmente P-element induced wimpy testis de Drosophila, ou "testículo feble inducido por elemento P"[2]) é unha clase de xenes, que foi orixinalmente identificada como codificante de proteínas que actuaban na regulación xénica, responsables de manter as células nais nun estado incompeto de diferenciación e de manter a estabilidade das taxas de división celular nas células da liña xerminal.[3] As proteínas piwi están moi conservadas ao longo das liñaxes evolutivas e están presentes tanto en plantas coma en animais.[4] Un dos principais homólogos humanos, cuxa regulación á alza está implicada na formación de tumores como os seminomas, denomínase hiwi;[5] outras variantes homólogas son as proteínas miwi de ratos.[6]

O dominio piwi[7] é un dominio proteico que se encontra nas proteínas piwi e nun gran número de proteínas que se unen a ARN relacionadas, especialmente nas que clivan (cortan) o ARN.

Papel na interferencia de ARN[editar | editar a fonte]

O dominio piwi encóntrase en proteínas que interveñen na interferencia de ARN clivando (cortando) moléculas de ARN. A función do dominio é a hidrólise guiada por ARN bicatenario de moléculas de ARN monocatenario realizado por proteínas da familia Argonauta.[1] As Argonautas son a familia mellor estudada de proteínas que se unen a ácidos nucleicos, e son encimas de tipo RNasa H que levan a cabo as funcións catalíticas do complexo silenciador inducido por ARN (RISC). Nos procesos celulares de interferencia de ARN, as proteínas Argonauta do complexo RISC poden unirse tanto a ARN interferente pequeno (siRNA) xeradas a partir de ARN bicatenario exóxeno e microARN (miARN) xerado a partir de ARN non codificante endóxeno, ambos os dous producidos pola ribonuclease Dicer, para formar un complexo ARN-RISC. Este complexo únese e cliva ARN mensaxeiros complementarios en secuencia de bases, destruíndoos e impedindo a súa tradución a proteínas. Os dominios piwi cristalizados teñen un sitio de unión conservado para o extremo 5' do ARN unido; no caso das proteínas Argonautas que se unen a febras de siRNA, o último nucleótido desemparellado do siRNA é tamén estabilizado por interaccións por superposición de bases entre a base e os residuos veciños de tirosina.[8]

Evidencias recentes indican que o papel funcional das proteínas piwi na determinación da liña xerminal débese á súa capacidade para interaccionar con miARNs. Os compoñentes da vía do miARN parecen estar presentes no plasma polar e xogan un papel no inicio do desenvolvemento e morfoxénese dos embrións de Drosophila melanogaster, nos cales o mantemento de liña xerminal foi moi estudada.[9]

piRNAs e silenciamento de transposóns[editar | editar a fonte]

Artigo principal: piRNA.

Un dos últimos tipos de ARN descubertos en células de mamíferos son unha nova clase de miARNs máis longos da media coñecidos como ARN que interacciona con piwi (piRNA), de aproximadamente 26 a 31 nucleótidos de lonxitude (en comparación, os miARN máis típicos ou siRNA son de aproximadamente 21 nucleótidos). Estes piRNAs exprésanse principalmente en células espermatoxénicas nos testículos de mamíferos.[10] Porén, en recentes estudos informouse que se encontrou a expresión de piRNA en células somáticas do ovario e neuronas de invertebrados, e tamén en moitas células somáticas de mamíferos. Os piRNAs foron identificados nos xenomas de ratos, ratas, e humanos, cunha organización xenómica "agrupada" (en clusters) pouco común,[11] que pode orixinarse a partir de rexións repetitivas do xenoma como retrotransposóns ou rexións normalmente organizadas en heterocromatina, e que normalmente derivan exclusivamente da febra antisentido dun ARN bicatenario.[12] Deste modo os piRNAs foron clasificados como ARNs interferentes pequenos asociados a repeticións (rasiRNAs).[2] Aínda que as súas bioxéneses aínda non se coñecen ben, os piRNAs e as proteínas piwi crese que forman un sistema endóxeno para o silenciamento da expresión de elementos xenéticos egoístas como retrotransposóns e así impiden que os produtos xénicos de ditas secuencias interfiran coa formación das células xerminais.[12]

Notas[editar | editar a fonte]

  1. 1,0 1,1 Rivas FV, Tolia NH, Song JJ; et al. (April 2005). "Purified Argonaute2 and an siRNA form recombinant human RISC". Nat. Struct. Mol. Biol. 12 (4): 340–9. PMID 15800637. doi:10.1038/nsmb918. 
  2. 2,0 2,1 Saito K, Nishida KM, Mori T, Kawamura Y, Miyoshi K, Nagami T, Siomi H, Siomi MC. (2006). Specific association of Piwi with rasiRNAs derived from retrotransposon and heterochromatic regions in the Drosophila genome. Genes Dev 20(16):2214-22. PMID 16882972
  3. Cox DN, Chao A, Lin H. (2000). piwi encodes a nucleoplasmic factor whose activity modulates the number and division rate of germline stem cells. Development 127(3):503-14. PMID 10631171
  4. Cox DN, Chao A, Baker J, Chang L, Qiao D, Lin H. (1998). A novel class of evolutionarily conserved genes defined by piwi are essential for stem cell self-renewal. Genes Dev 12(23):3715-27. doi 10.1101/gad.12.23.3715 PMID 9851978
  5. Qiao D, Zeeman AM, Deng W, Looijenga LH, Lin H. (2002). Molecular characterization of hiwi, a human member of the piwi gene family whose overexpression is correlated to seminomas. Oncogene 21(25):3988-99. doi 10.1038/sj.onc.1205505 PMID 12037681
  6. Deng W, Lin H. (2002). miwi, a murine homolog of piwi, encodes a cytoplasmic protein essential for spermatogenesis. Dev Cell 2(6):819-30. PMID 12062093
  7. Cerutti L, Mian N, Bateman A (October 2000). "Domains in gene silencing and cell differentiation proteins: the novel PAZ domain and redefinition of the Piwi domain". Trends Biochem. Sci. 25 (10): 481–2. PMID 11050429. doi:10.1016/S0968-0004(00)01641-8. 
  8. Ma J, Yuan Y, Meister G, Pei Y, Tuschl T, Patel D (2005). "Structural basis for 5'-end-specific recognition of guide RNA by the A. fulgidus Piwi protein". Nature 434 (7033): 666-70. doi 10.1038/nature03514 PMID 15800629
  9. Megosh HB, Cox DN, Campbell C, Lin H. (2006). The role of PIWI and the miRNA machinery in Drosophila germline determination. Curr Biol 16(19):1884-94. PMID 16949822
  10. Kim VN. (2006). Small RNAs just got bigger: Piwi-interacting RNAs (piRNAs) in mammalian testes. Genes Dev 20(15):1993-7. PMID 16882976
  11. Girard A, Sachidanandam R, Hannon GJ, Carmell MA. (2006). A germline-specific class of small RNAs binds mammalian Piwi proteins. Nature 442(7099):199-202. PMID 16751776
  12. 12,0 12,1 Vagin VV, Sigova A, Li C, Seitz H, Gvozdev V, Zamore PD. (2006). A distinct small RNA pathway silences selfish genetic elements in the germline. Science 313(5785):320-4. PMID 16809489

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]