Repeticións en tándem en proteínas

Un conxunto de repeticións en tándem en proteínas defínese como varias copias (polo menos dúas) adxacentes dunha secuencia de aminoácidos iguais ou similares (motivo de secuencia) presentes nunha proteína. Estas secuencias periódicas xéranse por duplicacións internas en secuencias xenómicas codificantes ou non codificantes. As unidades repetitivas das repeticións en tándem en proteínas son considerablemente diversas, e van desde a repetición dun só aminoácido ata dominios de 100 ou máis residuos.


 "Repeticións" en proteínas 
miniatura|400x400px|Exemplo de aliñamento de secuencias múltiples dunha repetición pentapéptido que orixina unha estrutura de repeticións en tándem.

Nas proteínas, unha "repetición" é calquera bloque de secuencia que aparece máis dunha vez na secuencia, xa sexa sendo de forma idéntica ou moi similar. O grao de semellanza pode ser moi variable, e algunhas repeticións manteñen soamente unhas poucas posicións de aminoácidos conservadas e unha lonxitude característica. As repeticións altamente dexeneradas poden ser moi difíciles de detectar a partir só da secuencia. A semellanza estrutural pode axudar a identificar padróns repetitivos na secuencia.

 Estrutura 
A repetitividade non indica nada por si soa sobre a estrutura da proteína. Como "regra de ouro", as secuencias repetidas curtas (por exemplo as dunha lonxitude inferior a 10 aminoácidos) poden ser intrinsecamente desordenadas, e non parte de ningún dominio proteico pregado. As repeticións que son de polo menos de 30 a 40 aminoácidos de longo é moito máis probable que estean pregadas como parte dun dominio. Ditas repeticións longas son frecuentemente indicativas da presenza dun dominio solenoide na proteína.

Aproximadamente a metade das rexións de repetición en tándem teñen conformación intrinsecamente desordenada estando de forma natural non pregada. Exemplos de secuencias repetitivas desordenadas inclúen repeticións de péptidos de 7 mer atopados na subunidade RPB1 da ARN polimerase II, ou a beta-catenina en tándem ou os motivos lineais que se unen á axina na APC (adenomatous polyposis coli). A outra metade das rexións coa estrutura 3D estable ten unha plétora de formas e funcións. Exemplos de repeticións curtas que mostran estruturas ordenadas incluíndo a repetición de coláxeno de tres residuos ou a repetición pentapéptido de cinco residuos que forma unha estrutura de hélice beta.

 Clasificación 

Dependendo da lonxitude das unidades repetidas, as súas estruturas proteicas poden subdividirse en cinco clases:

 agregados cristalinos formados por rexións con repeticións cun ou dous residuos de longo, rexións de baixa complexidade arquetípicas
 estruturas fibrosas estabilizadas por interaccións intercadeas con repeticións de 3 a 7 residuos
 estruturas alongadas con repeticións de 5 a 40 residuos dominados por proteínas solenoides
 estruturas pechadas (non alongadas) con repeticións de 30 a 60 residuos como repeticións toroide
 estruturas de corda de doas cun tamaño típico de repeticións duns 50 residuos, que son xa suficientemente grandes para pregarse independentemente en dominios estables.

 Función 

Algúns exemplos coñecidos de proteínas con repeticións en tándem son o coláxeno, o cal ten un papel clave na organización da matriz extracelular; as hélices alfa superenroladas, que teñen funcións estruturais e de oligomerización; as proteínas con repetición rica en leucina, que se unen especificamente a algunhas proteínas globulares polas súas superficies cóncavas; e as proteínas dedo de cinc, que regulan a expresión de xenes ao unirse ao ADN.

As proteínas con repeticións en tándem funcionan frecuentemente como módulos de interacción proteína-proteína. A repetición WD40 é un bo exemplo desta función.

 Distribución en proteomas 
As repeticións en tándem son ubicuas nos proteomas e aparecen en polo menos o 14 % de todas as proteínas. Por exemplo, están presentes en case unha de cada tres proteínas humanas e mesmo nunha de cada dúas proteínas de Plasmodium falciparum ou Dictyostelium discoideum. As repeticións en tándem con unidades repetidas curtas (especialmente homorrepeticións) son máis frecuentes que outras.

 Métodos de anotación 
As repeticións en tándem en proteínas poden detectarse a partir da secuencia ou anotarse a partir da súa estrutura. Ideáronse métodos especializados para a identificación de proteínas con repeticións. 

As estratexias baseadas na secuencia, baseadas na investigación de homoloxía   ou asignación de dominios,   na maioría dos casos subestiman as repeticións en tándem debido á presenza de unidades repetidas altamente dexeneradas.  Un estudo recente para comprender e mellorar a cobertura de Pfam do proteoma humano   mostrou que cinco de dada dez dos clústeres de secuencia máis grandes non anotados con Pfam son rexións repetidas. Alternativamente, os métodos que non requiren un coñecemento previo para a detección de subsecuencias (substrings) repetidas pode estar baseada na autocomparación,   o agrupamento     ou modelos de Markov ocultos.   Algúns outros dependen de medidas de complexidade  ou aproveitan as metabuscas para combinar os resultados de diferentes fontes.    

Ao contrario, os métodos baseados na estrutura aproveitan a modularidade de estruturas PDB dispoñibles para recoñecer elementos repetitivos recoñecidos.     

 Notas 

 Véxase tamén 
 Ligazóns externas 
 RepeatsDB: unha base de datos de estruturas de repeticións en tándem en proteínas anotadas

Categoría:Repeticións en tándem en proteínas
Categoría:Dominios proteicos