Войти
| Домен Piwi | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Структура белка Pyrococcus furiosus Argonaute. | |||||||||||
| Идентификаторы | |||||||||||
| Символ | Piwi | ||||||||||
| Pfam | PF02171 | ||||||||||
| InterPro | IPR003165 | ||||||||||
| PROSITE | PS50822 | ||||||||||
| CDD | cd02826 | ||||||||||
| |||||||||||
Домен piwi белка argonaute со связанной siRNA, компоненты РНК-индуцированного комплекса сайленсинга, который опосредует подавление гена посредством РНК-интерференции.
Все белки Piwi человека и белки аргонавта имеют одинаковые РНК-связывающие домены, PAZ и Piwi. 
Piwi-piRNA взаимодействия: внутри ядра этот путь участвует в метилировании ДНК (A), метилировании гистонов H3K9 посредством взаимодействий с гетерохроматиновым белком 1 (HP1) и H3K9 гистон-метилтрансферазой (В). Путь Piwi-piRNA также взаимодействует с инициатором трансляции elF (C). Piwi (или PIWI ) гены были идентифицированы как регуляторные белки, ответственные за дифференцировку стволовых клеток и зародышевых клеток . Piwi - это аббревиатура от P-element Iиндуцированного WI mpy testis у Drosophila. Белки Piwi являются высоко консервативными РНК-связывающими белками и присутствуют как у растений, так и у животных. Белки Piwi принадлежат к семейству Argonaute / Piwi и были классифицированы как ядерные белки. Исследования на Drosophila также показали, что белки Piwi обладают срезной активностью, обусловленной наличием домена Piwi. Кроме того, Piwi связывается с белком гетерохроматина 1, эпигенетическим модификатором, и последовательностями, комплементарными piRNA. Это указание на роль Piwi в эпигенетической регуляции. Также считается, что белки Piwi контролируют биогенез пиРНК, поскольку многие Piwi-подобные белки обладают срезной активностью, которая позволяет белкам Piwi преобразовывать предшественник пиРНК в зрелую пиРНК.
Была решена структура нескольких белков Piwi и Argonaute (Ago). Белки Piwi представляют собой РНК-связывающие белки с 2 или 3 доменами : N-концевой домен PAZ связывает 3'-конец направляющей РНК; средний домен MID связывает 5'-фосфат РНК; и C-концевой домен PIWI действует как эндонуклеаза РНКазы H , которая может расщеплять РНК. Малыми РНК-партнерами белков Ago являются микроРНК (миРНК). Белки Ago используют miRNAs, чтобы заглушить гены посттранскрипционно, или используют малые интерферирующие РНК (siRNAs) как в транскрипции, так и в механизмах заглушения посттранскрипции. Белки Piwi взаимодействуют с piRNA (28–33 нуклеотида), которые длиннее миРНК и siRNA (~ 20 нуклеотидов), что позволяет предположить, что их функции отличаются от функций белков Ago.
В настоящее время известно четыре белка Piwi человека - PIWI-подобный протеин 1, PIWI-подобный протеин 2, PIWI-подобный протеин 3 и PIWI-подобный протеин 4. Все человеческие протеины Piwi содержат два РНК-связывающих домена, PAZ и Piwi. Четыре PIWI-подобных белка имеют обширный сайт связывания в домене PAZ, который позволяет им связывать объемный 2'-OCH3 на 3'-конце взаимодействующей с piwi РНК.
Одна из основных человеческих гомологи, повышающая регуляция которых участвует в образовании опухолей, таких как семиномы, называется hiwi (для h uman p iwi).
Гомологичные белки мышей получили название miwi (для m ouse p iwi).
Белки PIWI играют решающую роль в фертильности и развитии зародышевой линии у животных и инфузории.Недавно идентифицированные как полярный гранулярный компонент, белки PIWI, по-видимому, так сильно контролируют образование зародышевых клеток, что в отсутствие белков PIWI происходит значительное снижение образования зародышевых клеток. Подобные наблюдения были сделаны с мышиными гомологами PIWI, MILI, MIWI и MIWI2. Эти гомологи, как известно, присутствуют в сперматогенезе. Miwi экспрессируется на различных стадиях образования сперматоцитов и сперматид elo ngation, где Miwi2 экспрессируется в клетках Сертоли. У мышей с дефицитом Mili или Miwi-2 произошла остановка сперматогенных стволовых клеток, а у мышей, лишенных Miwi-2, произошла деградация сперматогоний. Влияние белков piwi на зародышевые линии человека и мыши, по-видимому, связано с их участием в контроле трансляции, поскольку Piwi и малая некодирующая РНК, piwi-взаимодействующая РНК (piRNA), как известно, совместно фракционируют полисомы. Путь piwi-piRNA также индуцирует образование гетерохроматина на центромерах, таким образом влияя на транскрипцию. Путь piwi-piRNA также, по-видимому, защищает геном. Впервые обнаруженные у Drosophila, мутантные пути piwi-piRNA привели к прямому увеличению разрывов dsDNA в половых клетках яичников. Роль пути piwi-piRNA в подавлении транспозонов может быть ответственна за уменьшение разрывов дцДНК в половых клетках.
Домен piwi - это домен, обнаруженный в белках piwi и большом количестве связанных белков, связывающих нуклеиновую кислоту, особенно те, которые связывают и расщепляют РНК. Функция домена заключается в гидролизе двухцепочечной РНК однонитевой РНК, который был определен в семействе argonaute родственных белков. Аргонавты, наиболее хорошо изученное семейство белков, связывающих нуклеиновые кислоты, представляют собой РНКазу H -подобные ферменты, которые выполняют каталитические функции РНК-индуцированный комплекс сайленсинга (RISC). В хорошо известном клеточном процессе РНК-интерференции белок аргонавта в комплексе RISC может связывать обе малые интерферирующие РНК (миРНК), полученные из экзогенного двойного цепная РНК и микроРНК (miRNA), генерируемые из эндогенной некодирующей РНК, обе продуцируются рибонуклеазой Dicer, чтобы сформировать комплекс РНК-RISC. Этот комплекс связывает и расщепляет комплементарную пару оснований информационную РНК, разрушая ее и предотвращая ее трансляцию в белок. Кристаллизованные домены piwi имеют консервативный основной сайт связывания для 5'-конца связанной РНК; в случае белков аргонавта, связывающих цепи миРНК, последнее неспаренное нуклеотидное основание миРНК также стабилизируется посредством стэкинга оснований -взаимодействий между основанием и соседним тирозином
Недавние данные свидетельствуют о том, что функциональная роль белков piwi в детерминации зародышевой линии обусловлена их способностью взаимодействовать с miRNA. Компоненты пути miRNA, по-видимому, присутствуют в плазме полюсов и играют ключевую роль в раннем развитии и морфогенезе эмбрионов Drosophila melanogaster , в котором поддержание зародышевой линии было тщательно изучено.
Недавно появился новый класс миРНК, длина которых превышает среднюю, известная как Piwi-взаимодействующие РНК (пиРНК) был определен в клетках млекопитающих, длиной около 26-31 нуклеотидов по сравнению с более типичной миРНК или миРНК, состоящей примерно из 21 нуклеотида. Эти пиРНК экспрессируются в основном в сперматогенных клетках семенников млекопитающих. Однако недавние исследования показали, что экспрессия piRNA может быть обнаружена в соматических клетках яичников и клетках нейронов беспозвоночных, а также во многих других соматических клетках млекопитающих. piРНК были идентифицированы в геномах мышей, крыс и людей с необычной «кластерной» геномной организацией, которая может происходить из повторяющихся областей генома, таких как ретротранспозоны, или областей, обычно организованных в гетерохроматин, и которые обычно происходят исключительно из антисмысловой цепи двухцепочечной РНК. Таким образом, piRNA были классифицированы как связанные с повтором малые интерферирующие РНК (rasiRNAs ). Хотя их биогенез еще недостаточно изучен, считается, что piРНК и белки Piwi образуют эндогенную систему для подавления экспрессии эгоистичных генетических элементов, таких как ретротранспозоны, и, таким образом, предотвращают взаимодействие генных продуктов таких последовательностей с зародышем. формирование клеток.
| journal =()