Los complejos SMC representan una gran familia de ATPasas que participan en muchos aspectos de la organización y dinámica de los cromosomas de orden superior. [1] [2] [3] SMC significa Mantenimiento estructural de los cromosomas .
Clasificación
SMC eucariotas
Los eucariotas tienen al menos seis proteínas SMC en organismos individuales y forman tres heterodímeros distintos con funciones especializadas:
- Un par de SMC1 y SMC3 constituyen las subunidades centrales de los complejos de cohesina implicados en la cohesión de las cromátidas hermanas . [4] [5] [6]
- Asimismo, un par de SMC2 y SMC4 actúa como el núcleo de los complejos de condensina implicados en la condensación cromosómica . [7] [8]
- Un dímero compuesto por SMC5 y SMC6 funciona como parte de un complejo aún por nombrar implicado en la reparación del ADN y las respuestas de los puntos de control. [9]
Cada complejo contiene un conjunto distinto de subunidades reguladoras no SMC. Algunos organismos tienen variantes de proteínas SMC. Por ejemplo, los mamíferos tienen una meiosis variante específica de de SMC1, conocido como SMC1β. [10] El nematodo Caenorhabditis elegans tiene una variante de SMC4 que tiene un papel especializado en la compensación de dosis . [11]
subfamilia | complejo | S. cerevisiae | S. pombe | C. elegans | D. melanogaster | vertebrados |
---|---|---|---|---|---|---|
SMC1α | cohesin | Smc1 | Psm1 | SMC-1 | DmSmc1 | SMC1α |
SMC2 | condensina | Smc2 | Cortar14 | MEZCLA-1 | DmSmc2 | CAP-E / SMC2 |
SMC3 | cohesin | Smc3 | Psm3 | SMC-3 | DmSmc3 | SMC3 |
SMC4 | condensina | Smc4 | Cut3 | SMC-4 | DmSmc4 | CAP-C / SMC4 |
SMC5 | SMC5-6 | Smc5 | Smc5 | C27A2.1 | CG32438 | SMC5 |
SMC6 | SMC5-6 | Smc6 | Smc6 / Rad18 | C23H4.6, F54D5.14 | CG5524 | SMC6 |
SMC1β | cohesin (meiótico) | - | - | - | - | SMC1β |
Variante SMC4 | complejo de compensación de dosis | - | - | DPY-27 | - | - |
CML procariotas
Las proteínas SMC se conservan de bacterias a humanos. La mayoría de las bacterias tienen una única proteína SMC en especies individuales que forma un homodímero. [12] En una subclase de bacterias Gram-negativas que incluye Escherichia coli , una proteína relacionada lejanamente conocida como MukB juega un papel equivalente. [13]
Estructura molecular
Estructura primaria
Las proteínas SMC tienen entre 1000 y 1500 aminoácidos de longitud. Tienen una estructura modular que se compone de los siguientes dominios:
- Walker A motivo de unión a ATP
- región de la bobina en espiral I
- región bisagra
- región de bobina en espiral II
- Motivo de unión a ATP de Walker B ; motivo de la firma
Estructura secundaria y terciaria
Los dímeros SMC forman una molécula en forma de V con dos brazos largos en espiral . [14] [15] Para hacer una estructura tan única, un protómero SMC se auto-pliega a través de interacciones en espiral en espiral anti-paralelas , formando una molécula en forma de varilla. En un extremo de la molécula, los dominios N-terminal y C-terminal juntos forman un dominio de unión a ATP . El otro extremo se llama dominio de bisagra. Luego, dos protómeros se dimerizan a través de sus dominios de bisagra y ensamblan un dímero en forma de V. [16] [17] La longitud de los brazos en espiral es de ~ 50 nm. Tales espirales en espiral "antiparalelas" largas son muy raras y se encuentran sólo entre las proteínas SMC (y sus parientes como Rad50). El dominio de unión a ATP de las proteínas SMC está relacionado estructuralmente con el de los transportadores ABC , una gran familia de proteínas transmembrana que transportan activamente moléculas pequeñas a través de las membranas celulares. Se cree que el ciclo de unión e hidrólisis de ATP modula el ciclo de cierre y apertura de la molécula en forma de V, pero los mecanismos de acción detallados de las proteínas SMC quedan por determinar.
Genes
Los siguientes genes humanos codifican proteínas SMC:
Ver también
- cohesin
- condensina
- Síndrome de Cornelia de Lange
Referencias
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