El regulador de pseudo-respuesta ( PRR ) se refiere a un grupo de genes que son importantes en el oscilador circadiano de la planta . Hay cuatro proteínas PRR primarias (PRR9, PRR7, PRR5 y TOC1 /PRR1) que realizan la mayoría de las interacciones con otras proteínas dentro del oscilador circadiano, y otra (PRR3) que tiene una función limitada. Todos estos genes son parálogos entre sí, y todos reprimen la transcripción de Circadian Clock Associated 1 ( CCA1 ) y Late Elongated Hypocotyl (LHY) en varios momentos del día. La expresión de PRR9, PRR7, PRR5 y TOC1/PRR1 pico alrededor de la mañana, mediodía, tarde y noche, respectivamente. Como grupo, estos genes son una parte del sistema represor de tres partes que gobierna el reloj biológico de las plantas.
Múltiples laboratorios identificaron los genes PRR como parte del reloj circadiano en la década de 1990. En 2000, Akinori Matsushika, Seiya Makino, Masaya Kojima y Takeshi Mizuno fueron los primeros en comprender los genes PRR como genes represores de pseudorespuesta en lugar de genes reguladores de respuesta (ARR) . [1] [2] El factor que distingue a los genes PRR de los ARR es la falta de un sitio de aspartato que acepta fosfo que caracteriza a las proteínas ARR. Aunque su investigación que descubrió los genes PRR fue aclamada principalmente a principios de la década de 2000 por informar a la comunidad científica sobre la función de TOC1 (denominado APRR1 por el laboratorio de Mizuno), un regulador de pseudorespuesta adicional en el reloj biológico de Arabidopsis thaliana ,[3] la información sobre los genes PRR que encontraron Matsushika y su equipo profundizó la comprensión científica de los relojes circadianos en las plantas y llevó a otros investigadores a formular hipótesis sobre el propósito de los genes PRR. [1] Aunque la investigación actual ha identificado a TOC1, PRR3, PRR5, PRR7 y PRR9 como importantes para el mecanismo del reloj circadiano de A. thaliana , Matsushika et al. primero clasificó los genes PRR en dos subgrupos (APRR1 y APRR2, la A significa Arabidopsis) debido a dos estructuras de aminoácidos diferentes. [4] Andrew Millar incorporó los bucles de retroalimentación negativa, incluidos los genes PRR , propuestos por Mizuno, en uncircuito represor complejo.'s lab en 2012. [5] La concepción del reloj biológico de la planta como compuesto por bucles de retroalimentación negativa que interactúan es única en comparación con los relojes circadianos de mamíferos y hongos que contienen bucles de retroalimentación negativa autorreguladores con elementos positivos y negativos [6] (ver "Control transcripcional y no transcripcional en la página del reloj circadiano ).
PRR3, PRR5, PRR7 y PRR9 participan en el represor de un ciclo de retroalimentación de autorregulación negativa que se sincroniza con las entradas ambientales. El represor tiene un bucle matutino, vespertino y nocturno que está regulado en parte por las interacciones de las proteínas reguladoras de la pseudorespuesta con CCA1 y LHY. CCA1 y LHY exhiben un pico de unión a PRR9, PRR7 y PRR5 por la mañana, tarde y noche, respectivamente. [7]
Cuando son fosforiladas por una cinasa desconocida , las proteínas PRR5 y PRR3 demuestran una mayor unión a TIMING OF CAB2 EXPRESSION 1 ( TOC1 ). Esta interacción estabiliza tanto a TOC1 como a PRR5 y evita su degradación por la proteína de caja F ZEITLUPE (ZTL). [7] A través de este mecanismo, PRR5 es indirectamente activado por la luz, ya que ZTL es inhibido por la luz. Además, PRR5 contribuye a la represión transcripcional de los genes que codifican los factores de transcripción MYB únicos CCA1 y LHY. [7]
Dos factores de transcripción MYB únicos, CCA1 y LHY, activan la expresión de PRR7 y PRR9 . A su vez, PRR7 y PRR9 reprimen CCA1 y LHY mediante la unión de sus promotores. Esta interacción forma el bucle matutino del represor del reloj biológico en A. thaliana . [7] La inmunoprecipitación de cromatina demuestra que LUX se une al promotor PRR9 para reprimirlo. Además, se ha demostrado que ELF3 activa PRR9 y reprime CCA1 y LHY . [7] PRR9 también se activa por alternativaEmpalme de ARN . Cuando se evita que PRMT5 (un factor de metilación ) metile el intrón 2 de PRR9, se produce un cambio de marco que provoca un truncamiento prematuro. [7]