O complexo TRAMP (complexo Trf4/Air2/Mtr4p Poliadenilación) é un complexo multiproteico heterotrímero que ten actividade de poliadenilación distributiva e identifica as amplas variedades de ARNs producidos polas polimerases. Descubrírono orixinalmente LaCava et al., Vanacova et al. e Wyers et al. en Saccharomyces cerevisiae en 2005. miniatura|388x388px|O complexo TRAMP consta da ARN helicase (Mtr4/Dob1), unha polimerase poli(A) (que pode ser Trf4 ou Trf5) e unha proteína cotelo de cinc (que pode ser Air1 ou Air2). A interacción entre os exosomas (Rrp6p/Rrp47p) e Mtr4p do complexo TRAMP axuda na vixilancia do ARN e a degradación dos ARNs anormais.
Interacciona co complexo exosoma no núcleo celular das células eucariotas e intervén no procesamento do extremo 3' e a degradación do ARN ribosómico e os ARNs nucleolares pequenos. O complexo TRAMP recorta as colas poli(A) dos ARNs destinados a Rrp6 e á parte central do exosoma ata 4-5 adenosinas máis abaixo axudando ao recoñecemento de transcritos e a activación do complexo exosoma. A especificidade de substrato dos exosomas mellora en presenza do complexo TRAMP, xa que actúa como un cofactor crucial e axuda no mantemento de varias actividades.
Deste xeito, TRAMP xoga un papel fundamental para que a célula se desfaga dos transcritos non codificantes xerados pola transcrición de ARN polimerase II xeneralizada, así como funciona na bioxénese e recambio de ARNs codificantes funcionais e non codificantes.
O complexo TRAMP tamén afecta outros procesos do ARN quer directamente quer indirectamente. Está implicado na exportación do ARN, no empalme de ARN, silenciamento de xenes heterocromático e axuda no mantemento da estabilidade do xenoma.
Compoñentes
Polimerases poli(A) non canónicas As polimerases Pol(A) mostraron ter varias interaccións xenéticas coas ADN topoisomerases Top1p e, por tanto, recibiron o nome de "función relacionada coa toposisomerase" (en inglés topoisomerase-related function) Trf4p e Trf5p que debido a esta interacción co ADN teñen un importante papel na estabilidade xenómica. Na célula Trf4p está en altas concentracións comparada con Trf5p e tamén ten un efecto máis forte sobre o fenotipo. Trf4p está presente por todo o núcleo, mentres que Trf5p atópase principalmente no nucléolo. A estrutura de Trf4p consiste nun dominio central e un dominio catalítico que é similar á estrutura das polimerases canónicas.
As polimerases poli(A) non canónicas (Trf4p or Trf5p) do complexo TRAMP que pertencen á familia Cid1 non conteñen o motivo de recoñecemento de ARN (RRM), polo que son necesarias proteínas adicionais como Air1/Air2 para que as polimerases non canónicas realicen a poliadenilación.
Proteínas cotelo de cinc As proteína de cotelo de cinc Air1p/Air2p (do inglés Arginine methyltransferase-interacting RING-finger protein, proteína de dedo RING que interacciona coa arxinina metiltransferase) están principalmente implicadas na unión de ARNs. Hai cinco motivos de cotelo de cinc CCHC (C significa cisteína e H histidina) que e encontran entre os extremos C- e N-terminais.
Nas proteínas Air2p o cuarto e o quinto cotelo de cinc teñen diferentes funcións. O cuarto cotelo de cinc ten un papel na unión ao ARN, mentres que o quinto cotelo é importante para as interaccións proteína-proteína. Air2p interacciona co dominio central de Trf4p e a actividade de poliadenilación de Trf4p depende da súa interacción xa que a deleción ou mutación dos cotelos dificulta a actividade de poliadenilación. Air1p é a responsable de inhibir a metilación de Npl3p (unha proteína que realiza a exportación de ARNm). Air1p/Air2p tamén dirixe as ribonucleoproteínas mensaxeiras (mRNPs, ARNm unido a proteínas) anormais á vía TRAMP e ocasiona a súa degradación.
Helicase similar a Ski2 Mtr4p
A helicase similar a Ski2 chamada Mtr4p descubriuse durante o cribado de mutantes resistentes á calor que acumulan ARN poli(A) no núcleo e está implicada principalmente na actividade de desenrolamento. A Mtr4p (tamén chamada Dob1p) é unha helicase SF2 e pertence á familia de helicases de ARN de caixa DExH que constan de dous dominios similares a RecA. Tamén consta dun dominio WH (dominio de hélice alada), un dominio Arch (tamén chamado talo e dominio KOW [dominio Kyprides, Ouzounis, Woese]) e un dominio feixe de hélices. O empaquetamento dos dominios WH e feixe de hélices na superficie da parte central da helicase resulta na formación dunha canle para o ARN monocatenario.
Á Mtr4p cómprelle a hidrólise de ATP ou dATP para o desenrolamento do ARN de dobre hélice no que é mediador o motivo Q. Tamén é esencial unha rexión monoacatenaria 3' na rexión apareada para a actividade de desenrolamento da Mtr4p. Por contacto directo con varios compoñentes do exosoma, a Mtr4p axuda á correcta adición de substratos de ARN do complexo TRAMP ao exosoma nuclear.
Diferenza entre polimerases canónicas e non canónicas A diferenza entre polimerases poli(A) non canónicas e canónicas é que as canónicas axudan ao mantemento dos ARNm e a súa actividade está regulada por unha secuencia específica no ARNm, mentres que a poliadenilación das polimerases non canónicas usa unha secuencia regulada diferente no ARN e especifica os ARNs que teñen que ser degradados ou procesados. As polimerases canónicas pertencen á superfamilia β de ADN polimerases, mentres que as non canónicas pertencen á familia Cid1, e outra importante diferenza é a lonxitude da cola poli(A); as polimerases canónicas poden engadir moitos adenilatos de tal xeito que o ARN producido ten colas de poli(A) máis longas, mentres que as polimerases non canónicas poden producir ARNs con colas poli(A) máis curtas, xa que só poden engadir uns poucos adenilatos.
Interacción co complexo exosoma exonuclease 3’->5’ O complexo TRAMP provoca a degradación ou procesamento de varios ARNs coa axuda co complexo exonuclease 3’→5’ chamado exosoma. Un anel hexámero de proteínas de dominio RNase PH, Rrp41p, Rrp42p, Rrp43p, Rrp45p, Rrp46p e Mtr3p comprende o exosoma de S. cerevisiae. O exosoma pode causar a degradación do ARN máis eficientemente en presenza de Rrp6p coa axuda do complexo TRAMP in vitro. Ademais, a degradación do ARN é potenciado en presenza de varios cofactores de exosoma que se recrutan cotranscricionalmente.
O compleo Ski que consta de Ski2p, Ski3p e Ski8p é necesario para o exosoma citoplásmico para todas as vías de degradación de ARNm. O exosoma citoplásmico xunto coa proteína Ski7p únese a varios ARNm e ribosomas anormais e leva a cabo a súa degradación.
Interelación entre compoñentes Todos os compoñentes do complexo TRAMP están interrelacionados. Para a actividade de polimerases poli(A) como Trf4p/Trf5p, son esenciais as proteínas cotelo de cinc. De xeito similar, a degradación do ARN orixinada polos exosomas é estimulada pola actividade desenroladora das helicases similares a Ski2 e Mtr4p que actúa como cofactor. A actividade desenroladora de Mtr4p é mellorada por Trf4p/Air2p do complexo TRAMP. A Mtr4p tamén ten un papel importante no mantemento e control da lonxitude das colas poli(A). Pero a destrución ou ausencia de Mtr4p resulta na hiperadenilación e altera a lonxitude das colas poli(A).
Un complexo formado entre Trf5p, Air1p e Mtr4p denomínase complexo TRAMP5. En S. cerevisiae hai dous tipos de complexos TRAMP dependendo da presenza de polimerases. Se está presente Trf4p, entón o complexo chámase TRAMP4 e se está presente Trf5p entón chámase TRAMP5.
Substratos de ARN Os ARNs producidos polas tres polimerases (Pol I, II, III) actúan como substratos para o complexo TRAMP. O complexo TRAMP está implicado no procesamento e vixilancia de varios ARNs e degrada ARNs anormais. Diferentes tipos de substratos de ARN son os ARNs ribosómicos (rRNAs polas súas siglas en inglés), ARNs nucleolares pequenos (snoRNAs), ARNs transferentes (tRNAs), ARNs nucleares pequenos (snRNAs), transcritos longos da ARN polimerase II (Pol II) etc. Mais o mecanismo polo cal o complexo TRAMP identifica os distintos substratos non se coñece.
O complexo TRAMP funciona máis eficientemente no procesamento do ARN ao engadir a exonuclease RrP6 do complexo exosoma onde a Nab3 (proteína que se une ao ARN) xoga un papel crucial.
Papel no mantemento da cromatina As modificacións postranscricionais debidas a varios encimas como a metiltransferase Hmt1p (Rmt1p) pode ter un efecto indirecto no mantemento da cromatina. As estruturas da cromatina quedan afectadas cando substratos de ARN do complexo TRAMP se transcriben ao longo do xenoma. Varios compoñentes de TRAMP interaccionan fisicamente e xeneticamente con varias proteínas e orixinan cambios na cromatina e no metabolismo do ADN.
Conservación dos procesos nos que é mediador TRAMP Os compoñentes do complexo TRAMP de Saccharomyces cerevisiae están conservados noutros organismos que van desde os lévedos aos mamíferos. Os compoñentes do complexo TRAMP de Schizosaccharomyces pombe incluíndo Cid14p, Air1p e Mtr4p son funcionalmente similares aos compoñentes do complexo TRAMP de S. cerevisiae.
En humanos
O complexo TRAMP en humanos consta de varios compoñentes como a helicase hMtr4p, unha polimerase poli(A) non canónica hPAPD (PAP-associated domain-containing) 5 ou hPAPD7, unha proteína cotelo de cinc hZCCHC7 e a proteína que se une ao ARN hRbm7p.
Notas
Categoría:Complexos proteicos