Circadian Clock Associated 1 (CCA1) es un gen que es fundamental para el oscilador circadiano de las angiospermas . Se identificó primero en Arabidopsis thaliana en 1993. interactúa CCA1 con LHY y TOC1 para formar el núcleo del sistema de oscilador. La expresión de CCA1 alcanza su punto máximo al amanecer. La pérdida de la función de CCA1 conduce a un período más corto en la expresión de muchos otros genes. [1]
CCA1 fue identificado por primera vez en Arabidopsis thaliana por el laboratorio de Elaine Tobin en UCLA en 1993. [2] El laboratorio de Tobin estaba estudiando fragmentos de promotores que contribuyen a la regulación de la luz de la proteína de unión de clorofila A / B recolectora de luz (LHCB), y notó actividad de unión al ADN que tenía afinidad por un fragmento específico sensible a la luz del promotor LHCB. Esta actividad de unión al ADN se denominó CA-1 porque la unión es principalmente a secuencias ricas en citosina y adenina . [3] Descubrieron que esta actividad de unión es necesaria para la respuesta del fitocromo . Más tarde encontraron el gen responsable de esta actividad mediante la detección de Arabidopsis biblioteca de expresiones . CCA1 se refirió al clon CA-1, y ahora designó el gen responsable de esta actividad de unión al ADN. [3] No se comprende la evolución de los relojes circadianos en las plantas terrestres, porque los ritmos circadianos han recibido poca atención en otras plantas distintas de las angiospermas. [4]
CCA1 es parte de un circuito de retroalimentación autorreguladora negativa que se coordina con los cambios ambientales diarios. Reprimida en la oscuridad por otras proteínas, la expresión de CCA1 se activa cuando el fitocromo de la planta detecta la luz. Después de la traducción, la proteína CCA1 necesita ser fosforilada por la caseína quinasa 2 (CK2). Esta fosforilación es necesaria para que la proteína forme un homodímero y se una a sus promotores diana. La hiperfosforilación , debido a la sobreexpresión de CK2, conducirá a ritmos circadianos alterados en los mutantes donde CCA1 mostró una oscilación circadiana de ARNm más corta que en las plantas de tipo salvaje. [5]La sobreexpresión de CK2 es importante para demostrar que CCA1 es parte del reloj. El motivo proteico que utiliza CCA1 para unirse a sus secuencias de ADN diana es su dominio similar a Myb . CCA1 solo tiene un dominio Myb, mientras que otras proteínas de plantas y mamíferos podrían tener múltiples dominios Myb. [3] La presencia de un solo dominio Myb en CCA1 muestra su influencia importante en el reloj circadiano. LUX también es un factor de transcripción Myb importante que es necesario para la transcripción CCA / LHY. Esto también puede ayudar a explicar los problemas en el modelo represor que se describe a continuación. [6]CCA1 también es inusual porque tiene la capacidad de unirse a secuencias de ADN asimétricas. CCA1 actúa para suprimir la expresión de la secuencia de ADN a la que se une. La estabilidad de la proteína CCA1 no se ve afectada por la luz ni la oscuridad. Está regulado por su proteasoma . La inhibición de la función del proteasoma conduce a un ritmo circadiano con un período más largo. [7]
El oscilador central de Arabidopsis contiene varias proteínas que reprimen recíprocamente genes que se codifican entre sí para lograr un ciclo de retroalimentación negativa necesario para generar ritmos circadianos que controlan muchas salidas de reloj. [8] CCA1 es un componente clave de este oscilador. La luz induce su transcripción y los niveles de ARNm alcanzan su punto máximo al amanecer junto con el hipocótilo alargado tardío (LHY). [7] CCA1 y LHY se asocian para inhibir la transcripción de las proteínas Evening Complex (EC): ELF4, ELF3 y LUX, que suprimen su acumulación hasta el anochecer cuando los niveles de proteínas LHY y CCA1 están en su nivel más bajo. La CE inhibe la transcripción PRR9 y TOC1 durante la noche. [9] Estos, junto con el PRR restantelas proteínas PRR7 y PRR5 intervienen en la supresión de los niveles de CCA1 y LHY, que aumentan durante la noche. [10] CCA1 participa además en el mantenimiento de este bucle al inhibir su propia expresión. [8]