Ribonucleasi III

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ribonucleasi III
Modello tridimensionale dell'enzima
Una molecola di dicer (omotetramero cristallizzato da Giardia intestinalis) che catalizza il taglio di un dsRNA a siRNA.
Numero EC 3.1.26.3
Classe Idrolasi
Nome sistematico
ribonucleasi III
Altri nomi
RNasi III; ribonucleasi III; Dicer
Banche dati BRENDA, EXPASY, GTD, KEGG, PDB
Fonte: IUBMB

Le ribonucleasi III sono enzimi della classe delle idrolasi, che catalizzano il taglio endonucleolitico di un 5'-fosfomonoestere.

In particolare, la ribonucleasi III nota come dicer è coinvolta nella degradazione di lunghe molecole di RNA a doppio filamento (dsRNAs) e di pre-microRNA (miRNA) in filamenti di 21 nucleotidi (gli siRNA) durante il processo della RNA interference. Il suo nome (che in italiano potrebbe essere tradotto come generatore di dadi), deriva proprio dalla sua capacità di ridurre molecole di dimensione eterogenea in piccoli blocchi di dimensione omogenea. Il nome fu coniato da Emily Bernstein, una ricercatrice del Cold Spring Harbor Laboratory che per prima individuò tale particolarità nell'enzima. Secondo recenti evidenze, dicer fa parte del complesso RISC.

Meccanismo di azione[modifica | modifica wikitesto]

Dettaglio di un monomero di dicer. I domini della RNAsi sono in verde, i domini PAZ in giallo, il dominio piattaforma in rosso ed un'elica di connessione in blu. Si ritiene che la distanza tra i domini della RNAsi e PAZ sia il maggior determinante della lunghezza dei siRNA.

Dicer catalizza la prima reazione del processo di RNA interference, producendo le molecole di siRNA (RNA a doppio filamento di 21 nucleotidi con estremità 3' sporgenti) necessarie all'interferenza vera e propria, mediata da RISC nel suo complesso. L'enzima appartiene alla famiglia delle RNasi di classe III (specifiche i dsRNAs), ed opera il taglio in modo ATP-dipendente.

Il gruppo della Bernstein ha individuato dicer attraverso un ampio screening di geni di Drosophila melanogaster e Caenorhabditis elegans contenenti domini tipici delle RNAsi III. Tale screening, infatti, ha portato alla scoperta del gene (di Drosophila) CG4792, contenente due domini RNAsi III. I ricercatori hanno dunque svolto ulteriori test sull'attività svolta dal prodotto genico, scoprendo che esso è in grado di produrre siRNA da qualsiasi sequenza di RNA a doppio filamento.

Sono stati in seguito individuati diversi altri prodotti proteici simili a dicer. Ognuno presenta almeno cinque regioni specifiche:

  • una regione amminoterminale dipendente da ATP;
  • una regione a piattaforma carica positivamente;
  • una regione PAZ, che si associa alla proteina Argonaute2;
  • due o più domini RNAsi III;
  • una regione carbossiterminale in grado di legare molecole di dsRNA.

In seguito alle analisi approfondite sulla struttura tridimensionale dell'enzima in Giardia intestinalis, si ritiene che la distanza tra la regione PAZ ed i domini RNAsi III sia di 65 angstrom, quanto basta per alloggiare circa 25 nucleotidi. Tale spazio sarebbe costituito proprio dalla regione piattaforma che, carica positivamente, è in grado di instaurare legami elettrostatici con l'RNA. Secondo tale analisi, dunque, la struttura di dicer potrebbe essere quella di una specie di righello molecolare, che permetterebbe all'enzima di produrre frammenti di siRNA di dimensione estremamente regolare[1].

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ (EN) Macrae IJ, Zhou K, Li F, Repic A, Brooks AN, Cande WZ, Adams PD, Doudna JA. (2006). Structural basis for double-stranded RNA processing by Dicer. Science 311(5758):195-8.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • (EN) Crouch, R.J. Ribonuclease 3 does not degrade deoxyribonucleic acid-ribonucleic acid hybrids. J. Biol. Chem. 249 (1974) 1314–1316. Entrez PubMed 4592261
  • (EN) Rech, J., Cathala, G. and Jeanteur, P. Isolation and characterization of a ribonuclease activity specific for double-stranded RNA (RNase D) from Krebs II ascites cells. J. Biol. Chem. 255 (1980) 6700–6706. Entrez PubMed 6248530
  • (EN) Robertson, H.D., Webster, R.E. and Zinder, N.D. Purification and properties of ribonuclease III from Escherichia coli. J. Biol. Chem. 243 (1968) 82–91. Entrez PubMed 4865702
  • (EN) Grunberg-Manago, M. Messenger RNA stability and its role in control of gene expression in bacteria and phages. Annu. Rev. Genet. 33 (1999) 193–227. [PMID: 10690408]
  • (EN) Court, D. RNA processing and degradation by RNase III in control of mRNA stability. In: Belasco, J.G. and Brawerman, G. (Eds), Control of Messenger RNA Stability, Academic Press, New York, 1993, pp. 71–116.
  • (EN) Zhang, K. and Nicholson, A.W. Regulation of ribonuclease III processing by double-helical sequence antideterminants. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94 (1997) 13437–13441. Entrez PubMed 9391043