Ku es un complejo de proteína dimérica que se une a los extremos rotos de doble cadena del ADN y es necesario para la vía de reparación del ADN de unión de extremos no homólogos (NHEJ) . Ku se conserva evolutivamente de bacterias a humanos. La bacteria ancestral Ku es un homodímero (dos copias de la misma proteína unidas entre sí). [2] Eucariota Ku es un heterodímero de dos polipéptidos , Ku70 (XRCC6) y Ku80 (XRCC5), llamado así porque el peso molecularde las proteínas Ku humanas es de alrededor de 70 kDa y 80 kDa. Las dos subunidades Ku forman una estructura en forma de cesta que se enrosca en el extremo del ADN . [1] Una vez unido, Ku puede deslizarse por la hebra de ADN, lo que permite que más moléculas de Ku se hundan en el extremo. En eucariotas superiores, Ku forma un complejo con la subunidad catalítica de la proteína quinasa dependiente de ADN (ADN-PKcs) para formar la proteína quinasa dependiente de ADN completa , ADN-PK. [3] Se cree que Ku funciona como un andamio molecular al que se pueden unir otras proteínas involucradas en NHEJ, orientando la ruptura de la doble hebra para la ligadura.
Reparación de rayos X complementario cruzado 5 | ||||||
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![]() Estructura cristalina del Ku humano unido al ADN . Ku70 se muestra en púrpura, Ku80 en azul y la cadena de ADN en verde. [1] | ||||||
Identificadores | ||||||
Símbolo | XRCC5 | |||||
Alt. simbolos | Ku80 | |||||
Gen NCBI | 7520 | |||||
HGNC | 12833 | |||||
OMIM | 194364 | |||||
PDB | 1JEY | |||||
RefSeq | NM_021141 | |||||
UniProt | P13010 | |||||
Otros datos | ||||||
Lugar | Chr. 2 q35 | |||||
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Reparación de rayos X complementario cruzado 6 | ||||||
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Identificadores | ||||||
Símbolo | XRCC6 | |||||
Alt. simbolos | Ku70, G22P1 | |||||
Gen NCBI | 2547 | |||||
HGNC | 4055 | |||||
OMIM | 152690 | |||||
PDB | 1JEY | |||||
RefSeq | NM_001469 | |||||
UniProt | P12956 | |||||
Otros datos | ||||||
Lugar | Chr. 22 q11-q13 | |||||
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Dominio alfa / beta del terminal N de Ku70 / Ku80 | ||||||||
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![]() estructura cristalina del heterodímero ku | ||||||||
Identificadores | ||||||||
Símbolo | Ku_N | |||||||
Pfam | PF03731 | |||||||
Clan pfam | CL0128 | |||||||
InterPro | IPR005161 | |||||||
SCOP2 | 1jey / SCOPe / SUPFAM | |||||||
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Dominio de barril beta Ku70 / Ku80 | ||||||||
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estructura cristalina del heterodímero ku unido al adn | ||||||||
Identificadores | ||||||||
Símbolo | Ku | |||||||
Pfam | PF02735 | |||||||
InterPro | IPR006164 | |||||||
PROSITE | PDOC00252 | |||||||
SCOP2 | 1jey / SCOPe / SUPFAM | |||||||
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Brazo de terminal C Ku70 / Ku80 | ||||||||
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estructura cristalina del heterodímero ku unido al adn | ||||||||
Identificadores | ||||||||
Símbolo | Ku_C | |||||||
Pfam | PF03730 | |||||||
InterPro | IPR005160 | |||||||
SCOP2 | 1jey / SCOPe / SUPFAM | |||||||
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Dominio de terminal Ku C como | ||||||||
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la estructura de solución 3d de la región c-terminal de ku86 | ||||||||
Identificadores | ||||||||
Símbolo | Ku_PK_bind | |||||||
Pfam | PF08785 | |||||||
InterPro | IPR014893 | |||||||
SCOP2 | 1q2z / SCOPe / SUPFAM | |||||||
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Las proteínas Ku70 y Ku80 constan de tres dominios estructurales . El dominio N-terminal es un dominio alfa / beta. Este dominio solo hace una pequeña contribución a la interfaz del dímero. El dominio comprende una hoja beta de seis hebras del pliegue de Rossmann . [4] El dominio central de Ku70 y Ku80 es un dominio de barril beta que se une al ADN . Ku hace solo unos pocos contactos con la columna vertebral de azúcar-fosfato, y ninguno con las bases del ADN , pero se ajusta estéricamente a los contornos de los surcos mayor y menor formando un anillo que rodea el ADN dúplex, acunando dos vueltas completas de la molécula de ADN. Al formar un puente entre los extremos rotos del ADN, Ku actúa para apoyar y alinear estructuralmente los extremos del ADN, protegerlos de la degradación y evitar la unión promiscua al ADN intacto. Ku alinea eficazmente el ADN, al tiempo que permite el acceso de polimerasas , nucleasas y ligasas a los extremos rotos del ADN para promover la unión de los extremos. [5] El brazo C-terminal es una región alfa helicoidal que abarca el dominio de barril beta central de la subunidad opuesta . [1] En algunos casos, un cuarto dominio está presente en el extremo C-terminal, que se une a la subunidad catalítica de la proteína quinasa dependiente del ADN . [6]
Ambas subunidades de Ku se han eliminado experimentalmente en ratones . Estos ratones exhiben inestabilidad cromosómica , lo que indica que NHEJ es importante para el mantenimiento del genoma. [7] [8]
En muchos organismos, Ku tiene funciones adicionales en los telómeros además de su papel en la reparación del ADN. [9]
La abundancia de Ku80 parece estar relacionada con la longevidad de las especies. [10]
Envejecimiento
Los ratones mutantes defectuosos en Ku70 o Ku80, o los ratones mutantes dobles deficientes tanto en Ku70 como en Ku80, presentan un envejecimiento precoz. [11] La esperanza de vida media de las tres cepas de ratones mutantes fue similar entre sí, aproximadamente a las 37 semanas, en comparación con las 108 semanas del control de tipo salvaje. Se examinaron seis signos específicos de envejecimiento y se descubrió que los tres ratones mutantes mostraban los mismos signos de envejecimiento que los ratones de control, pero a una edad mucho más temprana. La incidencia de cáncer no aumentó en los ratones mutantes. Estos resultados sugieren que la función de Ku es importante para asegurar la longevidad y que la vía NHEJ de reparación del ADN (mediada por Ku) tiene un papel clave en la reparación de roturas de doble hebra del ADN que de otra manera causarían un envejecimiento prematuro. [12] (Véase también la teoría del envejecimiento del daño al ADN ).
Plantas
Ku70 y Ku80 también se han caracterizado experimentalmente en plantas, donde parecen desempeñar un papel similar al de otros eucariotas. En el arroz, se ha demostrado que la supresión de cualquiera de las proteínas promueve la recombinación homóloga (HR) [13]. Este efecto se aprovechó para mejorar la eficacia de la orientación genética (GT) en Arabidopsis thaliana . En el estudio, la frecuencia de GT basada en HR utilizando una nucleasa de dedos de zinc (ZFN) aumentó hasta dieciséis veces en mutantes ku70 [14]. Este resultado tiene implicaciones prometedoras para la edición del genoma en eucariotas, ya que los mecanismos de reparación de DSB están muy conservados. Una diferencia sustancial es que en las plantas, Ku también participa en el mantenimiento de una morfología telomérica alternativa caracterizada por extremos romos o salientes 3 'cortos (≤ 3 nt). [15] Esta función es independiente del papel de Ku en la reparación de DSB, ya que se ha demostrado que eliminar la capacidad del complejo Ku para translocarse a lo largo del ADN preserva los telómeros de extremos romos al tiempo que impide la reparación del ADN. [dieciséis]
Nombre
El nombre 'Ku' se deriva del apellido del paciente japonés en el que fue descubierto. [17]
Referencias
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- ^ Doherty AJ, Jackson SP, Weller GR (julio de 2001). "Identificación de homólogos bacterianos de las proteínas reparadoras del ADN Ku" . FEBS Lett . 500 (3): 186–8. doi : 10.1016 / S0014-5793 (01) 02589-3 . PMID 11445083 . S2CID 43588474 .
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