From Wikipedia, the free encyclopedia
Piwi (ili PIWI) geni identificirani su kao regulatorni proteini odgovorni za matične ćelije i diferencirajuće germinativne ćelije.[3] Piwi je skraćenica od P-element Iiduciran wimpy (=slabašni) testis u Drosophila melanogaster.[4] Piwi proteini su visoko konzervirani RNK-vezujući proteini i prisutni su u biljkama i u životinjama.[5] Piwi proteini pripadaju porodici Argonaut/Piwi i klasifikovani su kao jedarni proteini. Studije o Drosophila pokazale su također da Piwi proteini imaju aktivnost rezanja koju omogućava prisustvo Piwi domena.[6] Pored toga, Piwi se povezuje sa heterohromatinskim proteinom 1, epigeneičkim modifikatorom i komplementarnim sekvencama piRNK. Ovo su pokazatelji uloge koju Piwi ima u epigenetskoj regulaciji. Također se smatra da Piwi proteini kontroliraju biogenezu piRNK jer mnogi proteini slični Piwi-u imaju sposobnost rezanja koja bi omogućila Piwi proteinima da prerade prekursorsku piRNK u zrelu piRNK.
.png)
Struktura nekoliko Piwi i argonaute proteina (Ago) je riješena. Piwi proteini su proteini koji se vezuju za RNK sa dva ili 3 domena: N-terminalni PAZ domen vezuje 3'-kraj RNK vodiča; srednji MID domen vezuje 5'-fosfat RNK, a C-terminalni PIWI domen djeluje kao RNaza H, endonukleaza koja može cijepati RNK.[7][8] Mali RNK partneri Ago proteina su mikroRNK (miRNK). Ago proteini koriste miRNK za utišavanje gena nakon transkripcije ili koriste male nterferirajuće RNK (siRNK) i u transkripciji i u mehanizmima utišavanja nakon transkripcije. Piwi proteini stupaju u interakciju s piRNK (28–33 nukleotida) koje su duže i od miRNK i od siRNK (~20 nukleotida), što sugerira da se njihove funkcije razlikuju od funkcija Ago proteina.[7]
Postoje četiri poznata ljudska Piwi proteina —PIWI-oliki protein 1, PIWI-oliki protein 2, PIWI-oliki protein 3 i PIWI-oliki protein 4. Svi ti Piwi proteini sadrže dva RNK vezujuća domena, PAZ i Piwi. Četiri proteina slična PIWI imaju prostrano mjesto vezanja unutar PAZ domena, što im omogućava da vežu glomazni 2’-OCH3 na 3’ kraju piwi-interaktivne RNK.[9]
Jedan od glavnih ljudskih homologa, čija je regulacija uključena u formiranje tumora, kao što su seminomi, naziva se hiwi (za human piwi).[10]
PIWI proteini imaju ključnu ulogu u plodnosti i razvoju klica kod životinja i cilijata. Nedavno identificirani kao polarna komponenta granula, čini se da PIWI proteini kontroliraju formiranje zametnih ćelija toliko da u odsustvu PIWI proteina dolazi do značajnog smanjenja njihovog formiranja. Slična zapažanja napravljena su sa mišjim homolozima PIWI, MILI, MIWI i MIWI2. Poznato je da su ovi homolozi prisutni u spermatogenezi. Miwi se eksprimira u različitim fazama formiranja spermatocita i elongacije spermatida, pri čemu se Miwi2 eksprimuje u Sertolijevim ćelijama. Miševi kojima nedostaje Mili ili Miwi-2 doživjeli su zaustavljanje DIFERENCIJACIJE spermatogenih matičnih ćelija, a oni kojima nedostaje Miwi-2 podvrgnuti su degradaciji spermatogonija.[11] Efekti piwi proteina u zametnim linijama ljudi i miša proizlaze iz njihove uključenosti u kontrolu translacije jer je poznato da Piwi i mala nekodirajuća RNK, RNK u interakciji s piwi (piRNK), kofrakcioniraju polisome. Put piwi-piRNA također inducira stvaranje heterohromatina u centromerama,[12] čime utiče na transkripciju. Čini se da put piwi-piRNA također štiti genom. Prvi put uočeni kod Drosophila, mutantni putevi piwi-piRNK doveli su do direktnog povećanja prekida dsDNK u zametnim ćelijama jajnika. Uloga puta piwi-piRNA u utišavanju transpozona može biti odgovorna za smanjenje prekida dsDNK u zametnim ćelijama.
Piwi domen[13] je proteinski domen koji se nalazi u piwi proteinima i velikom broju srodnih proteina koji se vezuju za nukleinske kiseline, posebno onih koji se vezuju i cijepaju RNK. Funkcija domena je dvolančanaom RNK vođena hidroliza jednolančane RNK koja je određena u porodici srodnih argonaut proteina.[1] Argonauti, najproučavanija proteini porodice koji vezuju nukleinske kiseline, su RNazi H slični enzimi koji provode katalitske funkcije RNK-induciranog kompleksa utišavanja (RISC). U dobro poznatom ćelijskom procesu interferencija RNK, protein argonauta u RISC kompleksu može vezati i malu interferirajuću RNK (siRNK) generiranu iz egzogene dvolančane RNK i mikroRNK (miRNK) generirana iz endogene nekodirajuće RNK, obje proizvedene pomoću ribonukleaze Dicer, kako bi se formirao RNK-RISC kompleks. Ovaj kompleks vezuje i cijepa komplementarni bazni par iRNK, uništavajući ga i sprečavajući njegovu translaciju u protein. Kristalizirani piwi domeni imaju konzervirano bazno mjesto vezanja za 5' kraj vezane RNK; u slučaju proteina argonauta koji vežu lance siRNK, posljednja nesparena nukleotid nabaza siRNK je također stabilizirana bazno složena-interakcija između baze i susjednih tirozinskih ostataka.[14]
Nedavni dokazi sugeriraju da je funkcionalna uloga piwi proteina u određivanju germinativne linije posljedica njihove sposobnosti interakcije s miRNK. Komponente puta miRNK u polarnoj plazmi imaju ključnu ulogu u ranom razvoju i morfogenezi embriona Drosophila melanogaster, u kojem je opsežno proučavano održavanje zametne linije.[15]
Nova klasa miRNK dužih od prosjeka poznatih kao Piwi-interaktivna RNK (piRNA) definirana je u sisarskim ćelijama, dužina oko 26–31 nukleotida, duže u poređenju sa tipskom miRNK ili siRNK od oko 21 nukleotida. Ove piRNK eksprimirane su uglavnom u spermatogenim ćelijama u sjemenicima sisara.[16] Ali, prema nekim studijama, ekspresija piRNK može se naći i u somatskim ćelijama jajnika i neuronskim ćelijama beskičmenjaka, kao i u mnogim drugim somatskim ćelijama sisara. piRNK su identificirane u genomu miševa, pacova i ljudi, s neobičnom "grupnom" genomskom organizacijom [17] koji mogu poticati iz repetitivnih regija genoma kao što su retrotranspozoni ili regije koje su normalno organizirane u heterohromatin, a koje su normalno izvedene isključivo iz antisense lanca dvolančane RNK.[18] piRNK su stoga klasifikovane kao „male interferirajuće RNK povezane s ponavljanjem“ (rasiRNK).[19]
Iako njihova biogeneza još nije dobro shvaćena, smatra se da piRNK i Piwi proteini formiraju endogeni sistem za utišavanje ekspresije sebičnih genetičkih elemenata, kao što su retrotranspozoni i na taj način konvertuju genske proizvode takvih sekvenci da ometaju formiranje zametnih ćelija.[18][20]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
