Jari seng, struktur, klasifikasi, fungsi

Struktur primer domain jari seng C2H2, termasuk tautan yang mengoordinasikan ion seng dan dengan latar belakang "tangan dan jari". Angel Herraez, Wikimedia Commons

Itu Jari -jari seng (ZF) adalah motif struktural yang ada dalam sejumlah besar eukariota. Mereka termasuk dalam kelompok metalloprotein, karena mereka dapat menyatukan ion logam seng, yang mereka butuhkan untuk operasinya. Diperkirakan bahwa lebih dari 1500 domain ZF ada di sekitar 1000 protein yang berbeda pada manusia.

Istilah jari seng atau "jari seng" pertama kali diciptakan pada tahun 1985 oleh Miller, McLachlan dan Klug, sambil mempelajari secara rinci domain kecil DNA DNA dari faktor transkripsional TFIIIA Xenopus Laevis, dijelaskan oleh penulis lain beberapa tahun sebelumnya.

Protein dengan motif ZF adalah yang paling melimpah dalam genom organisme eukariotik dan berpartisipasi dalam keragaman proses seluler esensial, di antaranya transkripsi genetik, terjemahan protein, metabolisme, lipat dan perakitan protein dan lipid lainnya menonjol, kematian sel yang diprogram, di antara, di antara sel -sel yang terprogram, di antara sel -sel yang diprogram, di antara, di antara sel yang terprogram, di antara sel -sel yang terprogram, di antara sel -sel yang terprogram, di antara, di antara sel, yang lain.

Struktur

Struktur motif ZF sangat terpelihara. Biasanya daerah berulang ini memiliki 30 hingga 60 asam amino, yang struktur sekundernya seperti dua beta antiparalel yang membentuk garpu dan proxy alfa, yang dilambangkan sebagai ββα.

Struktur sekunder ini distabilkan oleh interaksi hidrofobik dan dengan koordinasi atom seng yang diberikan oleh dua sistein dan dua limbah histidin (Cys₂Miliknya₂). Namun, ada ZF yang dapat mengoordinasikan lebih dari satu atom seng dan lainnya di mana urutan CYS dan limbahnya bervariasi.

Dapat melayani Anda: asam palmitholeat: struktur, fungsi, di mana itu

ZFS dapat diulang dalam batch, dikonfigurasi secara linier dalam protein yang sama. Semua memiliki struktur yang serupa, tetapi mereka dapat membedakan diri mereka secara kimia dengan variasi limbah asam amino kunci untuk pemenuhan fungsinya.

Karakteristik umum antara ZF adalah kemampuannya untuk mengenali molekul DNA atau RNA dengan panjang yang berbeda, itulah sebabnya mereka awalnya dianggap hanya faktor transkriptif.

Secara umum, pengakuannya adalah daerah 3pb dalam DNA dan dicapai ketika protein dengan domain ZF menyajikan baling -baling alfa ke alur utama molekul DNA.

Klasifikasi

Ada berbagai alasan ZF yang berbeda satu sama lain berdasarkan sifatnya dan konfigurasi ruang yang berbeda yang mencapai tautan koordinasi dengan atom seng. Salah satu klasifikasi adalah sebagai berikut:

C₂H₂

Ini adalah alasan yang biasa ditemukan di ZF. Kebanyakan alasan c₂H₂ Mereka spesifik untuk interaksi dengan DNA dan RNA, namun, mereka telah diamati berpartisipasi dalam interaksi protein-protein. Mereka memiliki antara 25 dan 30 limbah asam amino dan berada dalam keluarga protein pengatur terbesar di Mamalia.

C₂H

Berinteraksi dengan RNA dan beberapa protein lainnya. Mereka terutama diamati sebagai bagian dari beberapa protein retrovirus capsid, berkolaborasi dalam kemasan RNA virus tepat setelah replikasi.

C₄ (loop atau pita)

Protein dengan motif ini adalah enzim yang bertanggung jawab atas replikasi dan transkripsi DNA. Contoh yang baik dari ini bisa menjadi enzim mentah dari fag T4 dan T7.

C₄ (Keluarga Gata)

Keluarga ZF ini mencakup faktor transkripsi yang mengatur ekspresi gen penting dalam berbagai jaringan selama pengembangan sel. Faktor GATA-2 dan 3, misalnya, terlibat dalam hematopoiesis.

Itu dapat melayani Anda: ATP (adenosine triffosphate)

C₆

Domain -domain ini khas dari ragi, khususnya protein GAL4, yang mengaktifkan transkripsi gen yang terlibat dalam penggunaan galaktosa dan selibious.

Jari seng (c₃HC₄-C₃H₂C₃)

Struktur khusus ini memiliki 2 subtipe domain ZF (c₃HC₄ dan C₃H₂C₃) dan hadir dalam banyak protein hewan dan tumbuhan.

Mereka ditemukan dalam protein seperti Rad5, yang terlibat dalam perbaikan DNA pada organisme eukariotik. Mereka juga ditemukan di RAG1, sangat diperlukan untuk konfigurasi ulang imunoglobulin.

H₂C₂

Domain ZF ini sangat terpelihara dalam integral retrovirus dan retrotransposon; Saat bergabung dengan protein putih, itu menyebabkan perubahan konformasi dalam hal yang sama.

Fungsi

Protein domain ZF melayani berbagai tujuan: mereka dapat ditemukan dalam protein ribosom atau adaptor transkriptif. Mereka juga telah terdeteksi sebagai bagian integral dari struktur RNA polimerase II ragi.

Mereka tampaknya terlibat dalam homeostasis seng intraseluler dan dalam regulasi apoptosis atau kematian sel terprogram. Selain itu, ada beberapa protein ZF yang berfungsi sebagai pendamping untuk melipat atau mengangkut protein lainnya.

Lipid Union dan Peran mendasar dalam interaksi protein-protein juga merupakan fungsi yang luar biasa dari domain ZF dalam beberapa protein.

Kepentingan bioteknologi

Selama bertahun -tahun, pemahaman struktural dan fungsional domain ZF telah memungkinkan kemajuan ilmiah besar yang menyiratkan penggunaan karakteristik mereka untuk tujuan bioteknologi.

Karena beberapa protein ZF memiliki spesifisitas besar karena domain DNA tertentu, banyak upaya saat ini diinvestasikan dalam desain ZF spesifik, yang dapat memberikan kemajuan berharga dalam terapi gen pada manusia.

Itu dapat melayani Anda: flora dan fauna Cina: spesies representatif

Aplikasi bioteknologi yang menarik juga muncul dari desain protein dengan ZF yang dimodifikasi oleh rekayasa genetika. Tergantung pada ujung yang diinginkan, beberapa di antaranya dapat dimodifikasi dengan penambahan jari dengan jari "poli seng", yang mampu mengenali urutan DNA dengan afinitas dan spesifisitas yang hebat.

Edisi genom dengan nucleas yang dimodifikasi adalah salah satu aplikasi yang paling menjanjikan saat ini. Jenis edisi ini menawarkan kemungkinan melakukan studi tentang fungsi genetik secara langsung dalam sistem minat.

Rekayasa Genetika Menggunakan ZF Nucleasas yang dimodifikasi telah menarik perhatian para ilmuwan di bidang peningkatan genetik kultivar kepentingan agronomis. Nukleas ini telah digunakan untuk memperbaiki gen endogen yang menghasilkan bentuk herbisidal yang resistan pada tanaman tembakau.

Nucleas dengan ZF juga telah digunakan untuk penambahan gen dalam sel mamalia. Protein yang dimaksud digunakan untuk menghasilkan satu set sel tikus isogenik dengan serangkaian alel yang didefinisikan untuk gen endogen.

Proses seperti itu memiliki aplikasi langsung dalam pelabelan dan penciptaan bentuk alelik baru untuk mempelajari struktur dan hubungan fungsi dalam kondisi ekspresi asli dan di lingkungan isogenik.

Referensi

1. Berg, J. M. (1990). Domain Jari Seng: Hipotesis dan Pengetahuan Saat Ini. Tinjauan Tahunan Biofisika dan Kimia Biofisik, 19(39), 405-421.
2. Kluska, k., Adamczyk, J., & Krȩzel, a. (2017). Sifat pengikat logam jari -jari seng dengan situs pengikatan logam Alten alami. Metallomics, 10(2), 248-263.