| A abrazadeira do ADN humana ensamblada é un trímero da proteína PCNA. | |
Antíxeno nuclear de célula proliferante (Proliferating cell nuclear antigen, PCNA)
| |
| Identificadores | |
| Símbolo | PCNA |
| Símbolos alt. | ATLD2 |
| Entrez | 5111 |
| OMIM |
176740 |
| RefSeq | NP_002583 |
| UniProt | P12004 |
| Outros datos | |
| Locus | Cr. 20 :(5.11 – 5.13 Mb) |
O antíxeno nuclear de célula proliferante ou PCNA (do inglés Proliferating cell nuclear antigen) é unha abrazadeira do ADN que actúa como factor de procesividade para a ADN polimerase δ nas células eucariotas e é esencial para a replicación do ADN. O PCNA é un homotrímero (formado por tres unidades PCNA) e debe a súa procesividade a que rodear o ADN como un anel ou abrazadeira, onde actúa como un armazón que recruta proteínas implicadas na replicación do ADN, reparación do ADN, remodelación da cromatina e na epixenética.
Co PCNA interaccionan moitas proteínas por medio dos chamados motivo de interacción do PCNA, caixa do péptido que interacciona co PCNA (PIP box) e motivo que interacciona co PCNA homólogo 2 de AlkB (APIM, AlkB homologue 2 PCNA interacting motif). As proteínas que se unen ao PCNA por medio da caixa PIP están implicadas principalmente na replicación do ADN, mentres que aquelas que se unen ao PCNA por medio do APIM son importantes principalmente no contexto do estrés xenotóxico.
Función
En humanos esta proteína está codificada polo xene PCNA do cromosoma 20. A proteína codificada por este xene encóntrase no núcleo e é un cofactor da ADN polimerase delta. A proteína codificada actúa como homotrímero e axuda a incrementar a procesividade da síntese na febra guía durante a replicación do ADN. En resposta aos danos no ADN, esta proteína é ubiquitinada e está implicada na vía de reparación do ADN dependente de RAD6. Atopáronse dúas variantes de transcrición desta proteína codificadas no mesmo xene. Ademais, describíronse pseudoxenes deste xene nos cromosomas 4 e X.
Expresión no núcleo durante a síntese de ADN
O PCNA foi identificado orixinalmente como un antíxeno que se expresaba no núcleo celular durante a fase S (de síntese de ADN) do ciclo celular, de aí o seu nome. Parte da proteína foi secuenciada e esa secuencia foi utilizada para despois illar un clon de ADNc. O PCNA axuda a manter a ADN polimerase épsilon (Pol ε) no ADN. O PCNA agárrase ao ADN grazas á acción do factor de replicación C (RFC), o cal é un membro heteropentamérico da clase AAA+ de ATPases. A expresión de PCNA está baixo o control de complexos que conteñen o factor de transcrición E2F.
Función na reparación do ADN
Como a ADN polimerase epsilon está implicada na resíntese das febras de ADN danadas escindidas durante a reparación do ADN, o PCNA é importante tanto para a síntese de ADN coma para a reparación do ADN.
O PCNA intervén tamén na vía de tolerancia aos danos no ADN chamada reparación post-replicación (PRR). Na reparación post-replicación hai dúas subvías: (1) a vía translesión, que é levada a cabo por ADN polimerases especializadas que teñen a capacidade de incorporar bases de ADN danado nos seus sitios activos (a diferenza as polimerase replicativa normal, que queda bloqueada), e dese xeito pode sortear a zona danada, e (2) unha vía proposta chamada de "cambio de molde" (template switch), que se cre está implicada en pasar pola zona danada ao recrutar a maquinaria da recombinación homóloga.
O PCNA ten un papel central na activación destas vías e na elección de que vía será utilizada pola célula. O PCNA é modificado postraducionalmente pola ubiquitina. A monoubiquitina unida á lisina número 164 do PCNA activa a vía de síntese translesión. A extensión desta monoubiquitina por unha cadea de poliubiquitina unida á lisina 63 non canónica no PCNA pénsase que activa a vía de cambio de molde. Ademais, a sumoilación (por pequenas proteínas modificadoras parecidas á ubiquitina chamadas SUMO) da lisina 164 do PCNA (e en menor medida da lisina 127) inhibe a vía de cambio de molde. Este efecto antagónico ocorre porque o PCNA sumoilado recruta unha ADN helicase chamada Srs2, que ten un papel na distorsión dos filamentos da nucleoproteína Rad51, que é fundamental para a iniciación da recombinación homóloga.
Proteínas que se unen ao PCNA
Dominio proteico TCP • receptor NKp44 • procaspases • ADN polimerases • cargador da abrazadeira • endonuclease flap • ADN ligase • topoisomerase • factor autorizador da replicación (replication licensing factor) • ubiquitina ligases E3 • encima conxugador de SUMO E2 • helicases, ATPases • encimas de reparación de discordancias (apareamentos de bases non complementarias) • encimas de reparación de excisión de bases • encima de reparación da excisión de nucleótidos • poli ADP ribosa polimerase • chaperona de histona • factor remodelador da cromatina • histona acetiltransferase • histona desacetiltransferase • ADN metiltransferase • factores de cohesión das cromátides irmás • proteína quinases • reguladores do ciclo celular • factores apoptóticos.
Para máis detalles ver.
Interaccións
O PCNA presenta interaccións con:
- Anexina A2,
- CDC25C,
- CHTF18,
- Ciclina D1,
- Ciclina O,
- Quinase dependente de ciclina 4,
- Inhibidor da quinase dependente de ciclicna 1C,
- DNMT1,
- EP300,
- Endonuclease específica da estrutura flap 1,
- GADD45A,
- GADD45G,
- HDAC1,
- HUS1,
- ING1,
- KCTD13,
- KIAA0101,
- Ku70,
- Ku80,
- MCL1,
- MSH3,
- MSH6,
- MUTYH,
- P21,
- POLD2,
- POLD3,
- POLDIP2,
- POLH,
- POLL,
- RFC1,
- RFC2,
- RFC3,
- RFC4,
- RFC5,
- Ubiquitina C
- Helicase dependente de ATP da síndrome de Werner,
- XRCC1, and
- Proteína de unión á caixa Y 1.
Entre as proteínas que interaccionan co PCNA por medio de APIM están o homólogo 2 de AlkB humano, TFIIS-L, TFII-I, Rad51B, XPA, ZRANB3, e FBH1.
Usos
Poden utilizarse anticorpos contra o PCNA ou o anticorpo monoclonal denominado Ki-67 para clasificar diferentes neoplasmas, por exemplo, o astrocitoma. Poden ser útiles tamén para facer diagnósticos e prognósticos. As imaxes da distribución nuclear do PCNA (por medio de etiquetado de anticorpos) poden utilizarse para distinguir entre as fase S temperá, media ou tardía do ciclo celular. Porén, unha importante limitación deste uso dos anticorpos é que as células necesitan ser fixadas o que pode producir artefactos.
Por outra parte, o estudo da dinámica da replicación e reparación en células vivas pode facerse introducindo fusións traducionais do PCNA. Para obviar a necesidade de transfección e sortear o problema da dificultade que hai para transfectar e a curta vida das células, pode usarse a replicación permeable de células e os marcadores de reparación. Estes péptidos ofrecen a clara vantaxe de que poden utilizarse in situ en tecidos vivos e mesmo poden distinguirse as células en replicación das células en reparación.
O PCNA é unha diana terapéutica potencial na terapia do cancro.
Véxase tamén
Outros artigos
- Abrazadeira do ADN
- Transcrición
- Ki-67, marcador celular de proliferación
Ligazóns externas
- PCNA Medical Subject Headings (MeSH) na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA.
- "ANA: Cell cycle related (Mitotic): PCNA type 1 and type 2 Antibody Patterns". Antibody Patterns.com. Arquivado dende o orixinal o 23 de setembro de 2015. Consultado o 2008-04-15.
- Dan Krotz. "Structure of a clamp–loader complex". Advanced Light Source News. Lawrence Berkeley National Laboratory. Consultado o 2008-04-15.
- "Movie showing a model of clamp loading of PCNA onto DNA". Pubmed Central.[Ligazón morta]
- Miyata T, Suzuki H, Oyama T, Mayanagi K, Ishino Y, Morikawa K (2005). "Open clamp structure in the clamp-loading complex visualized by electron microscopic image analysis". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102 (39): 13795–13800. PMC 1236569. PMID 16169902. doi:10.1073/pnas.0506447102.</ref>
Bibliografía
- Prosperi E (1998). "Multiple roles of the proliferating cell nuclear antigen: DNA replication, repair and cell cycle control". Progress in cell cycle research 3: 193–210. PMID 9552415. doi:10.1007/978-1-4615-5371-7_15.
- Miura M (1999). "Detection of chromatin-bound PCNA in mammalian cells and its use to study DNA excision repair". J. Radiat. Res. 40 (1): 1–12. PMID 10408173. doi:10.1269/jrr.40.1.
- Chen M, Pan ZQ, Hurwitz J (1992). "Sequence and expression in Escherichia coli of the 40-kDa subunit of activator 1 (replication factor C) of HeLa cells". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 89 (7): 2516–2520. PMC 48692. PMID 1313560. doi:10.1073/pnas.89.7.2516.
- Kemeny MM, Alava G, Oliver JM (1993). "Improving responses in hepatomas with circadian-patterned hepatic artery infusions of recombinant interleukin-2". J. Immunother. 12 (4): 219–223. PMID 1477073. doi:10.1097/00002371-199211000-00001.
- Morris GF, Mathews MB (1990). "Analysis of the proliferating cell nuclear antigen promoter and its response to adenovirus early region 1". J. Biol. Chem. 265 (27): 16116–25. PMID 1975809.
- Webb G, Parsons P, Chenevix-Trench G (1991). "Localization of the gene for human proliferating nuclear antigen/cyclin by in situ hybridization". Hum. Genet. 86 (1): 84–6. PMID 1979311. doi:10.1007/bf00205180.
- Travali S, Ku DH, Rizzo MG, Ottavio L, Baserga R, Calabretta B (1989). "Structure of the human gene for the proliferating cell nuclear antigen". J. Biol. Chem. 264 (13): 7466–72. PMID 2565339.
- Ku DH, Travali S, Calabretta B, Huebner K, Baserga R (1989). "Human gene for proliferating cell nuclear antigen has pseudogenes and localizes to chromosome 20". Somat. Cell Mol. Genet. 15 (4): 297–307. PMID 2569765. doi:10.1007/BF01534969.
- Prelich G, Kostura M, Marshak DR, Mathews MB, Stillman B (1987). "The cell-cycle regulated proliferating cell nuclear antigen is required for SV40 DNA replication in vitro". Nature 326 (6112): 471–5. PMID 2882422. doi:10.1038/326471a0.
- Almendral JM, Huebsch D, Blundell PA, Macdonald-Bravo H, Bravo R (1987). "Cloning and sequence of the human nuclear protein cyclin: homology with DNA-binding proteins". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 84 (6): 1575–9. PMC 304478. PMID 2882507. doi:10.1073/pnas.84.6.1575.
- Chen IT, Smith ML, O'Connor PM, Fornace AJ (1995). "Direct interaction of Gadd45 with PCNA and evidence for competitive interaction of Gadd45 and p21Waf1/Cip1 with PCNA". Oncogene 11 (10): 1931–7. PMID 7478510.
- Li X, Li J, Harrington J, Lieber MR, Burgers PM (1995). "Lagging strand DNA synthesis at the eukaryotic replication fork involves binding and stimulation of FEN-1 by proliferating cell nuclear antigen". J. Biol. Chem. 270 (38): 22109–12. PMID 7673186. doi:10.1074/jbc.270.38.22109.
- Fukuda K, Morioka H, Imajou S, Ikeda S, Ohtsuka E, Tsurimoto T (1995). "Structure-function relationship of the eukaryotic DNA replication factor, proliferating cell nuclear antigen". J. Biol. Chem. 270 (38): 22527–34. PMID 7673244. doi:10.1074/jbc.270.38.22527.
- Warbrick E, Lane DP, Glover DM, Cox LS (1995). "A small peptide inhibitor of DNA replication defines the site of interaction between the cyclin-dependent kinase inhibitor p21WAF1 and proliferating cell nuclear antigen". Curr. Biol. 5 (3): 275–282. PMID 7780738. doi:10.1016/S0960-9822(95)00058-3.
- Hall PA, Kearsey JM, Coates PJ, Norman DG, Warbrick E, Cox LS (1995). "Characterisation of the interaction between PCNA and Gadd45". Oncogene 10 (12): 2427–33. PMID 7784094.
- Kato S, Sekine S, Oh SW, Kim NS, Umezawa Y, Abe N, Yokoyama-Kobayashi M, Aoki T (1995). "Construction of a human full-length cDNA bank". Gene 150 (2): 243–50. PMID 7821789. doi:10.1016/0378-1119(94)90433-2.
- Matsuoka S, Yamaguchi M, Matsukage A (1994). "D-type cyclin-binding regions of proliferating cell nuclear antigen". J. Biol. Chem. 269 (15): 11030–6. PMID 7908906.
- Szepesi A, Gelfand EW, Lucas JJ (1994). "Association of proliferating cell nuclear antigen with cyclin-dependent kinases and cyclins in normal and transformed human T lymphocytes". Blood 84 (10): 3413–21. PMID 7949095.
- Smith ML, Chen IT, Zhan Q, Bae I, Chen CY, Gilmer TM, Kastan MB, O'Connor PM, Fornace AJ (1994). "Interaction of the p53-regulated protein Gadd45 with proliferating cell nuclear antigen". Science 266 (5189): 1376–80. PMID 7973727. doi:10.1126/science.7973727.
- Pan ZQ, Chen M, Hurwitz J (1993). "The subunits of activator 1 (replication factor C) carry out multiple functions essential for proliferating-cell nuclear antigen-dependent DNA synthesis". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90 (1): 6–10. PMC 45588. PMID 8093561. doi:10.1073/pnas.90.1.6.
