Ribonucleasa, abreviada comúnmente como RNasa, es una enzima (nucleasa) que cataliza la hidrólisis de ARN en componentes más pequeños. Pueden dividirse en endonucleasas y exonucleasas, y comprenden varias subclases dentro de las clases de enzimas EC 3.1
Las ribonucleasas son extremadamente comunes, lo que resulta en periodos de vida muy cortos para cualquier ARN en un ambiente no protegido. Un mecanismo de protección, para el ADN, es el inhibidor de la ribonucleasa (IR), el cual abarca una fracción relativamente grande de las proteínas celulares(~0.1%) y se une a ciertas ribonucleasas (RNasas) con mayor afinidad que cualquier otra interacción proteína-proteína; la constante de disociación para el complejo IR-RNasa A es -20 fM bajo condiciones fisiológicas. El IR es usado en la mayoría de los laboratorios que estudian el ARN para proteger sus muestras de la degradación por parte de las RNasas ambientales.
Quizás sorpresivamente, las ribonucleasas tienden a ser sensibles en su secuencia de rotura. Parecen no ser análogas de las enzimas de restricción, las cuales rompen secuencias altamente específicas de la doble hebra de ADN. Este déficit podría ser superado usando RNasa H y una hebra simple de ADN complementario a la secuencia de rompimiento deseada.
Las RNasas juegan un rol crítico en muchos procesos biológicos, incluyendo la angiogénesis y la auto-incompatibilidad de las plantas con flores (angiospermas).
Estudios relacionados
Existen dos tipos de ribonucleasa tipo H en eucariotas: La RNasa H1 y la RNasa H2.[1] La RNasa H2 es un complejo multimérico compuesto por 3 subunidades: RNASEH2A, RNASEH2B, RNASEH2C.[2] Digiere el ARN de cadena simple reconociendo al ribonucleótido en un dúplex de ADN y rompiendo el enlace 5'-fosfodiéster de dicho ribonucleótido.[3] Las mutaciones en los tres genes causan la enfermedad autosómica recesiva Aicardi-Goutieres (AGS) (pérdida parcial de la función de RnaseH2).[4]
En un estudio de Reijns et al. 2012,[5] se realizó mutagénesis dirigida del gen de ratón Rnaseh2b para profundizar en el papel in vivo de la enzima de mamífero RNasa H2, debido al hecho de que la ablación de Rnaseh2b en ratones conduce a la letalidad embrionaria temprana. Su hipótesis fue que la detención del crecimiento es consecuencia de la respuesta al daño del ADN dependiente de p53 asociada a la acumulación de ribonucleótidos simples en el ADN genómico.
Discuten los siguientes hechos:
1. Los ribonucleótidos se acumulan en células con el gen de RNaseH2 mutado, como consecuencia de la incorporación de estos por las ADN polimerasas: Los autores muestran que la incorporación de ribonucleótidos también se produce en metazoos, estas lesiones son perjudiciales para las células de mamíferos, y su eliminación se requiere para el desarrollo embrionario del ratón. También caracterizan sitios sensibles al álcali: Las lesiones son de ribonucleótidos simples o dobles, covalentemente incorporados en el ADN genómico, a una frecuencia de aproximadamente 1.000.000 sitios por célula, haciéndola la lesión endógena base más común en el genoma de mamíferos. Estas lesiones se explican mejor por la incorporación errónea por las polimerasas replicativas más importantes. 2. La RNasa H2 es una enzima de vigilancia del genoma requerida para la eliminación de ribonucleótidos: Se encontró que la acumulación de ribonucleótidos en el ADN genómico de ratones con RNaseH2 mutado implica al complejo RNaseH2 en el mantenimiento de la integridad del genoma. Esta acumulación es dañina, pues el grupo 2'-hidroxilo de la ribosa aumenta la susceptibilidad del enlace fosfodiéster adyacente a la hidrólisis. De hecho, señalan que los ribonucleótidos se incorporan 1 cada 7,600 nucleótidos en células nulas = 1.300.000 lesiones por célula. Esto tiene el mismo orden de magnitud predicha a partir de las tasas de incorporación in vitro por polimerasas replicativas eucariotas. 3. Ribonucleótidos mal incorporados inducen daños en el ADN: No es que los ribonucleótidos no impidan la replicación, en realidad, el ADN polimerasa puede tolerar plantillas con ribonucleótidos, con embriogénesis temprana normal. El problema aparece con un número excesivo de ribonucleótidos. La señalización de respuesta al daño en el DNA se activa quizás por la incorporación de ribonucleótidos en regiones difíciles de replicar o cerca de otras lesiones perjudiciales. También encontraron reordenamientos cromosómicos: roturas en el ADN que pueden originarse por colapso del complejo de replicación o la hidrólisis de ribonucleótidos en cadenas de ADN opuestas. Además, la marcada activación de señalización de daño del ADN en embriones puede producir una inhibición de la proliferación mediada por p53 que podría contribuir a la letalidad de embriones mutados. 4. La incorporación de ribonucleótidos en salud y enfermedad: Los bajos niveles de incorporación de ribonucleótidos en el genoma nuclear pueden ser tolerados. En realidad, los sustratos aberrantes de ácidos nucleicos generados por las vías de reparación no dependientes de RNaseH2 (debido a la reducción en la actividad RNaseH2 en el síndrome de Aicardi-Goutières) se cree que conducen a una respuesta inmune innata. Alternativamente, los ribonucleótidos podría inducir la señalización de respuesta al daño de ADN que por sí mismo podría estimular la producción de interferón. En resumen, este estudio pone de manifiesto el hecho de que los ribonucleótidos pueden ser altamente perjudiciales para la célula de mamífero, causando inestabilidad del genoma, y que la RNaseH2 es una enzima esencial para asegurar la integridad del ADN genómico. También llama al interés sobre la(s) vía(s) que remueven ribonucleótidos del ADN genómico, el sitio y naturaleza del daño al ADN inducido por ribonucleótidos, y la distribución de estos en el genoma. Sabiendo esto, se puede ganar entendimiento sobre las funciones patológicas y fisiológicas de los ribonucleótidos en el ADN genómico, de importancia tanto en la autoinmunidad basada en ácidos nucleicos y la carcinogénesis.
Referencias
Cerritelli, S.M.; Crouch, R.J. (2009). «Ribonuclease H: the enzymes in eukaryotes.». FEBS. J.276.
Crow, Y.J.; Rehwinkel, J (2009). «Aicardi-Goutieres syndrome and related phenotypes: linking nucleic acid metabolism with autoimmunity.». Hum. Mol. Genet. R2 18: R130-R137.
Chon, H; Vassilev, A., DePamphilis, M.L., Zhao, Y., Zhang, J., Burgers, P.M., Crouch, R.J., and Cerritelli, S.M. (2009). «Contributions of the two accessory subunits, RNASEH2B and RNASEH2C, to the activity and properties of the human RNase H2 complex.». Nucleic Acids Res.37: 96-110.La referencia utiliza el parámetro obsoleto |coautores= (ayuda)
Crow, Y.J.; Hayward, B.E., Parmar, R., Robins, P., Leitch, A., Ali, M., Black, D.N., van Bokhoven, H., Brunner, H.G., Hamel, B.C. (2006). «Mutations in the gene encoding the 3’-5’ DNA exonuclease TREX1 cause Aicardi-Goutiè res syndrome at the AGS1 locus». Nat. Genet.38: 917-920.La referencia utiliza el parámetro obsoleto |coautores= (ayuda)
Reijns, Martin; Björn Rabe, Rachel E. Rigby, Pleasantine Mill, Katy R. Astell, Laura A. Lettice, Shelagh Boyle, Andrea Leitch, Margaret Keighren, Fiona Kilanowski, Paul S. Devenney, David Sexton, Graeme Grimes, Ian J. Holt, Robert E. Hill, Martin S. Taylor, Kirstie A. Lawson, Julia R. Dorin, Andrew P. Jackson (mayo de 2012). «Enzymatic Removal of Ribonucleotides from DNA Is Essential for Mammalian Genome Integrity and Development». Cell149 (5): 1008 |página= y |páginas= redundantes (ayuda). doi:10.1016/j.cell.2012.04.011. Consultado el 18 de enero de 2013.La referencia utiliza el parámetro obsoleto |coautores= (ayuda)
Datos:Q422523
Multimedia:Ribonucleases
Agosto 06, 2021
ribonucleasa, abreviada, comúnmente, como, rnasa, enzima, nucleasa, cataliza, hidrólisis, componentes, más, pequeños, pueden, dividirse, endonucleasas, exonucleasas, comprenden, varias, subclases, dentro, clases, enzimas, 1estructuras, disponiblespdb, estructu. Ribonucleasa abreviada comunmente como RNasa es una enzima nucleasa que cataliza la hidrolisis de ARN en componentes mas pequenos Pueden dividirse en endonucleasas y exonucleasas y comprenden varias subclases dentro de las clases de enzimas EC 3 1RibonucleasaEstructuras disponiblesPDB Estructuras enzimaticasRCSB PDB PDBe PDBsumIdentificadoresIdentificadoresexternos Bases de datos de enzimasIntEnz entrada en IntEnz BRENDA entrada en BRENDA ExPASy NiceZime view KEGG entrada en KEEG PRIAM perfil PRIAM ExplorEnz entrada en ExplorEnz MetaCyc via metabolicaNumero EC3 1Estructura Funcion proteicaTipo de proteinaHidrolasaFuncionesEnzimaOrtologosEspeciesHumano RatonUbicacion UCSC n a n aPubMed Busqueda 1 PMC Busqueda 2 vte editar datos en Wikidata Estructura de la ARNasa A Las ribonucleasas son extremadamente comunes lo que resulta en periodos de vida muy cortos para cualquier ARN en un ambiente no protegido Un mecanismo de proteccion para el ADN es el inhibidor de la ribonucleasa IR el cual abarca una fraccion relativamente grande de las proteinas celulares 0 1 y se une a ciertas ribonucleasas RNasas con mayor afinidad que cualquier otra interaccion proteina proteina la constante de disociacion para el complejo IR RNasa A es 20 fM bajo condiciones fisiologicas El IR es usado en la mayoria de los laboratorios que estudian el ARN para proteger sus muestras de la degradacion por parte de las RNasas ambientales Quizas sorpresivamente las ribonucleasas tienden a ser sensibles en su secuencia de rotura Parecen no ser analogas de las enzimas de restriccion las cuales rompen secuencias altamente especificas de la doble hebra de ADN Este deficit podria ser superado usando RNasa H y una hebra simple de ADN complementario a la secuencia de rompimiento deseada Las RNasas juegan un rol critico en muchos procesos biologicos incluyendo la angiogenesis y la auto incompatibilidad de las plantas con flores angiospermas Estudios relacionados EditarExisten dos tipos de ribonucleasa tipo H en eucariotas La RNasa H1 y la RNasa H2 1 La RNasa H2 es un complejo multimerico compuesto por 3 subunidades RNASEH2A RNASEH2B RNASEH2C 2 Digiere el ARN de cadena simple reconociendo al ribonucleotido en un duplex de ADN y rompiendo el enlace 5 fosfodiester de dicho ribonucleotido 3 Las mutaciones en los tres genes causan la enfermedad autosomica recesiva Aicardi Goutieres AGS perdida parcial de la funcion de RnaseH2 4 En un estudio de Reijns et al 2012 5 se realizo mutagenesis dirigida del gen de raton Rnaseh2b para profundizar en el papel in vivo de la enzima de mamifero RNasa H2 debido al hecho de que la ablacion de Rnaseh2b en ratones conduce a la letalidad embrionaria temprana Su hipotesis fue que la detencion del crecimiento es consecuencia de la respuesta al dano del ADN dependiente de p53 asociada a la acumulacion de ribonucleotidos simples en el ADN genomico Discuten los siguientes hechos 1 Los ribonucleotidos se acumulan en celulas con el gen de RNaseH2 mutado como consecuencia de la incorporacion de estos por las ADN polimerasas Los autores muestran que la incorporacion de ribonucleotidos tambien se produce en metazoos estas lesiones son perjudiciales para las celulas de mamiferos y su eliminacion se requiere para el desarrollo embrionario del raton Tambien caracterizan sitios sensibles al alcali Las lesiones son de ribonucleotidos simples o dobles covalentemente incorporados en el ADN genomico a una frecuencia de aproximadamente 1 000 000 sitios por celula haciendola la lesion endogena base mas comun en el genoma de mamiferos Estas lesiones se explican mejor por la incorporacion erronea por las polimerasas replicativas mas importantes 2 La RNasa H2 es una enzima de vigilancia del genoma requerida para la eliminacion de ribonucleotidos Se encontro que la acumulacion de ribonucleotidos en el ADN genomico de ratones con RNaseH2 mutado implica al complejo RNaseH2 en el mantenimiento de la integridad del genoma Esta acumulacion es danina pues el grupo 2 hidroxilo de la ribosa aumenta la susceptibilidad del enlace fosfodiester adyacente a la hidrolisis De hecho senalan que los ribonucleotidos se incorporan 1 cada 7 600 nucleotidos en celulas nulas 1 300 000 lesiones por celula Esto tiene el mismo orden de magnitud predicha a partir de las tasas de incorporacion in vitro por polimerasas replicativas eucariotas 3 Ribonucleotidos mal incorporados inducen danos en el ADN No es que los ribonucleotidos no impidan la replicacion en realidad el ADN polimerasa puede tolerar plantillas con ribonucleotidos con embriogenesis temprana normal El problema aparece con un numero excesivo de ribonucleotidos La senalizacion de respuesta al dano en el DNA se activa quizas por la incorporacion de ribonucleotidos en regiones dificiles de replicar o cerca de otras lesiones perjudiciales Tambien encontraron reordenamientos cromosomicos roturas en el ADN que pueden originarse por colapso del complejo de replicacion o la hidrolisis de ribonucleotidos en cadenas de ADN opuestas Ademas la marcada activacion de senalizacion de dano del ADN en embriones puede producir una inhibicion de la proliferacion mediada por p53 que podria contribuir a la letalidad de embriones mutados 4 La incorporacion de ribonucleotidos en salud y enfermedad Los bajos niveles de incorporacion de ribonucleotidos en el genoma nuclear pueden ser tolerados En realidad los sustratos aberrantes de acidos nucleicos generados por las vias de reparacion no dependientes de RNaseH2 debido a la reduccion en la actividad RNaseH2 en el sindrome de Aicardi Goutieres se cree que conducen a una respuesta inmune innata Alternativamente los ribonucleotidos podria inducir la senalizacion de respuesta al dano de ADN que por si mismo podria estimular la produccion de interferon En resumen este estudio pone de manifiesto el hecho de que los ribonucleotidos pueden ser altamente perjudiciales para la celula de mamifero causando inestabilidad del genoma y que la RNaseH2 es una enzima esencial para asegurar la integridad del ADN genomico Tambien llama al interes sobre la s via s que remueven ribonucleotidos del ADN genomico el sitio y naturaleza del dano al ADN inducido por ribonucleotidos y la distribucion de estos en el genoma Sabiendo esto se puede ganar entendimiento sobre las funciones patologicas y fisiologicas de los ribonucleotidos en el ADN genomico de importancia tanto en la autoinmunidad basada en acidos nucleicos y la carcinogenesis Referencias Editar Cerritelli S M Crouch R J 2009 Ribonuclease H the enzymes in eukaryotes FEBS J 276 Crow Y J Rehwinkel J 2009 Aicardi Goutieres syndrome and related phenotypes linking nucleic acid metabolism with autoimmunity Hum Mol Genet R2 18 R130 R137 Chon H Vassilev A DePamphilis M L Zhao Y Zhang J Burgers P M Crouch R J and Cerritelli S M 2009 Contributions of the two accessory subunits RNASEH2B and RNASEH2C to the activity and properties of the human RNase H2 complex Nucleic Acids Res 37 96 110 La referencia utiliza el parametro obsoleto coautores ayuda Crow Y J Hayward B E Parmar R Robins P Leitch A Ali M Black D N van Bokhoven H Brunner H G Hamel B C 2006 Mutations in the gene encoding the 3 5 DNA exonuclease TREX1 cause Aicardi Goutie res syndrome at the AGS1 locus Nat Genet 38 917 920 La referencia utiliza el parametro obsoleto coautores ayuda Reijns Martin Bjorn Rabe Rachel E Rigby Pleasantine Mill Katy R Astell Laura A Lettice Shelagh Boyle Andrea Leitch Margaret Keighren Fiona Kilanowski Paul S Devenney David Sexton Graeme Grimes Ian J Holt Robert E Hill Martin S Taylor Kirstie A Lawson Julia R Dorin Andrew P Jackson mayo de 2012 Enzymatic Removal of Ribonucleotides from DNA Is Essential for Mammalian Genome Integrity and Development Cell 149 5 1008 pagina y paginas redundantes ayuda doi 10 1016 j cell 2012 04 011 Consultado el 18 de enero de 2013 La referencia utiliza el parametro obsoleto coautores ayuda Datos Q422523 Multimedia RibonucleasesObtenido de https es wikipedia org w index php 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