Proteína SMC

As proteínas dos complexos SMC representan unha gran familia de ATPases que participan en moitos aspectos da dinámica e organización de alta orde dos cromosomas. SMC son as siglas en inglés de Structural Maintenance of Chromosomes (Mantemento Estrutural dos Cromosomas). Clasificación
SMCs eucariotas
Os eucariotas teñen polo menos seis proteínas SMC en cada organismo, as cales forman tres heterodímeros distintos con funcións especializadas, que son: Un par formado por SMC1 e SMC3 constitúe as subunidades centrais dos complexos de cohesina implicados na cohesión entre cromátidas irmás. A SMC1 e a SMC3 tamén teñen funcións na reparación das roturas de dobre febra do ADN no proceso da recombinación homóloga.
Igualmente, o par formado por SMC2 e SMC4 actúa como parte central dos complexos de condensina que interveñen na condensación da cromatina. SMC2 e SMC4 teñen tamén a función de reparar o ADN. A condensina I xoga un papel na reparación de roturas de febra simple pero non nas de dobre febra. O oposto é certo para a condensina II, que xoga un papel na recombinación homóloga.
Un dímero composto por SMC5 e SMC6 funciona como parte dun complexo ao que aínda non se lle deu nome implicado na reparación do ADN e nas respostas aos puntos de control (checkpoints).
Cada complexo contén un conxunto diferente de subunidades regulatorias que non son SMC. Algúns organismos teñen variantes das proteínas SMC. Por exemplo, os mamíferos teñen unha variante específica da meiose de SMC1, chamada SMC1β. O nematodo Caenorhabditis elegans ten unha variante de SMC4 que ten un papel especializado na compensación de dose dos cromosomas sexuais.
A seguinte táboa mostra os nomes das proteínas SMC de varios organismos modelo e vertebrados:
SMCs procariotas
As proteinas SMC están conservadas desde as bacterias aos humanos. A maioría das bacterias teñen unha soa proteína SMC en cada especie determinada, que forma un homodímero. Recentemente, sábese que as proteínas SMC axudan ao ADN das células fillas na orixe de replicación a garantir unha correcta segregación. Nunha subclase de bacterias gramnegativas, como Escherichia coli, unha proteína relacionada distantemente chamada MukB exerce un papel equivalente. Estrutura molecular
Estrutura primaria
As proteínas SMC teñen unha lonxitude de 1. 000-1. 500 aminoácidos. Teñen unha estrutura modular que está composta polos seguintes dominios: Motivo de unión ao ATP Walker A
Rexión I superenrolada
Rexión bisagra
Rexión II superenrolada
Motivo de unión ao ATP Walker B; motivo sinatura
Estrutura secundaria e terciaria
Os dímeros SMC forman unha molécula con forma de V con dous brazos superenrolados. Para orixinar esta estrutura tan única, un protómero SMC sofre un autopregamento por interaccións superenroladas antiparalelas, formando unha molécula con forma de barra. A un extremo da molécula, os dominios N-terminal e C-terminal forman un dominio de unión ao ATP. O outro extremo denomínase dominio bisagra. Despois, dous protómeros dimerízanse polos seus dominios bisagra e ensámblanse dando o dímero con forma de V. A lonxitude dos brazos superenrolados é de ~50 nm. Este tipo de superenrolamentos "antiparalelos" son moi raros e atópanse só entre proteínas SMC (e en moléculas relacionadas con elas como Rad50). O dominio de unión ao ATP das proteínas SMC está relacionado estruturalmente co dos transportadores ABC, unha gan familia de proteínas transmembrana que transportan activamente pequenas moléculas a través das membranas celulares. Pénsase que o ciclo de unión ao ATP e a hidrólise modula o ciclo de peche e apertura da molécula con forma de V. No entanto, o mecanismo de acción detallado das proteínas SMC aínda está por determinar.
Agregación de SMCs
As proteínas SMC teñen o potencial de formar estruturas con forma de anel máis grandes. A capacidade para crear diferentes arranxos arquitecturais permite que teñan varias regulacións de función. Algunhas das posibles configuracións son os dobres aneis, os filamentos e as rosetas. Os dobres aneis son 4 proteínas SMC unidas polas cabezas e bisagra, formando un anel. Os filamentos son cadeas de SMCs alternantes. As rosetas son estruturas parecidas a rosas con segmentos terminais na rexión interna e unha bisagra na rexión externa. Xenes
Os seguintes xenes humanos codifican proteínas SMC: SMC1A
SMC1B
SMC2
SMC3
SMC4
SMC5
SMC6