Цикл пинг-понг PiРНК

PiРНК, подвергнувшаяся первичному процессингу, связана с белками Piwi. Эти первичные piРНК являются антисмысловыми и комплементарны транскриптам мобильных элементов. У дрозофилы белки Piwi представлены тремя белками: Piwi, Aubergine (Aub) и Ago3, но первичные piРНК связывают только два белка Piwi и Aub. Комплексы Piwi с piРНК переносятся в ядро и в происходящем в цитоплазме цикле «пинг-понг» не участвуют, но участвуют в ядерном сайленсинге. Ассоциированные с Aub piРНК комплементарно связываются с транскриптами мобильных генетических элементов. Белок Aub, как и другие белки группы Argonaute, способен разрушать фосфодиэфирную связь в РНК-мишени, расположенную напротив 10-го и 11-го нуклеотидов первичных piРНК. При разрыве образуется два фрагмента транскрипта мобильного элемента, у одного из которых 5'-конец отстоит на 10 нуклеотидов от 5'-конца первичной piРНК. Этот фрагмент есть вторичная piРНК, которая является смысловой piРНК и, в отличие от первичных piРНК, некомплементарен транскрипту мобильного элемента. Поскольку у первичных piРНК первый нуклеотид чаще является уридином, то на 10-й позиции с 5'-конца у вторичных piРНК чаще располагается аденин. Механизм процессинга 3'-конца вторичных piРНК пока не описан. Вторичная piРНК, связанная с белком Ago3  вырезает антисмысловую piРНК  из первичного транскрипта - предшественника piРНК. Такие антисмысловые piРНК осуществляют сайленсинг мобильных элементов, а также образуют новых смысловые piРНК. Цикл «пинг-понг» совмещает процессинг piРНК и цитоплазматический сайленсинг мобильных элементов на уровне транскриптов. Он также усиливает сайленсинг путем образования новых антисмысловых piРНК при усилении экспрессии мобильных элементов. У дрозофилы в цикл «пинг-понг» могут вовлекаться не только первичные piРНК, но и наследованные piРНК. Цикл «пинг-понг» дрозофилы гетеротипный, так как в нём участвуют 2 различных белка Piwi — Aub и Ago3.
 Мышиные первичные piРНК связывают белки Mili и Miwi, а вторичные — белок Miwi2. Связанные с Miwi piРНК, участвуют в цитоплазматическом сайленсинге, но их мишени обычно неизвестны. Ассоциированные с Mili первичные piРНК участвуют в цикле «пинг-понг». Образуемые в в этом цикле вторичные piРНК, связываются с Miwi2, и комплекс piРНК с Miwi2 отправляется в ядро для участия в ядерном сайленсинге. Цикл «пинг-понг» мыши гомотипный, поскольку в нём участвует один белок Piwi — Mili. В образовании вторичных piРНК, связывающихся с Miwi2, участвует белковый комплекс HSP90/FKBP6. 2'-O-метилирование вторичных piРНК обеспечивается комплексои HEN1/Pimet.
У дрозофилы в соматических клетках половых желёз (например, в клетках фолликулов) белки Piwi также экспрессируются и связываются с первичными piРНК, однако белки Aub и Ago3 экспрессируются на низком уровне, не достаточном для осуществления цикла «пинг-понг».
Схожий механизм репрессии мобильных элементов имеется у данио-рерио. Признаки наличия механизма «пинг-понг» обнаружены у губок и стрекающих, что свидетельствует в пользу того, что механизм «пинг-понг» появился в самых ранних ветвях Metazoa и является консервативным механизмом репрессии мобильных элементов.


Рецензии