Artemis
Synonyme: DNA Cross-Link Repair 1C, SNM1-Like Protein
Englisch: Artemis
Definition
Artemis ist eine Nuklease in Wirbeltieren. Während der V(D)J-Rekombination öffnet sie die Haarnadelstrukturen der DNA-Enden, wodurch diese neu verknüpft werden können. Mutationen im Artemis-Gen führen zu einer schweren kombinierten Immundefizienz.
Hintergrund
Die V(D)J-Rekombination ist eine programmierte Spaltung und Neuverknüpfung von Elementen in den Genen der Immunglobuline. Die DNA-Termini liegen aber nach der Spaltung nicht frei vor, da sie sich hier unkontrolliert verknüpfen könnten, sondern besitzen eine durch RAG1/2 katalysierte Haarnadelstruktur. Bevor die gezielte Neuverknüpfung stattfinden kann, muss die Struktur erst geöffnet werden. Die Diversität der T-Zell-Rezeptoren entsteht in einem analogen Mechanismus.
Genetik
Artemis wird beim Menschen durch das Gen DCLRE1C (DNA cross-link repair 1C) codiert. Dieses befindet sich auf Chromosom 10 an Genlokus p13 und besteht aus 20 Exons.
Biochemie
Artemis gehört zur Superfamilie der Metallo-β-Lactamasen. Sie ist eine strukturspezifische Endonuklease, besitzt aber ebenfalls Aktivität als Exonuklease. Neben Haarnadelstrukturen kann sie zahlreiche andere DNA-Strukturen als Substrat verwenden.[1]
Funktion
V(D)J-Rekombination
Artemis liegt in einem Komplex mit der Proteinkinase DNA-PKcs vor und wird durch diese phosphoryliert. Artemis schneidet die Haarnadelstruktur an der Spitze ein. Dies führt meist zu einem 3'-Überhang. Die Stränge können noch durch Artemis und DNA-PKcs weiterverarbeitet werden. Die terminale Desoxyribonukleotidyltransferase ergänzt darauf zufällig einige Nukleotide, wodurch sich die Stränge zufällig wieder aneinanderlagern können und durch XRCC4 und DNA-Ligase IV verschlossen werden.[2]
NHEJ
Der Komplex aus Artemis und DNA-PKcs verarbeitet auch während der Nicht-homologen Endverknüpfung die Doppelstrangbrüche.
Klinische Bedeitung
Mutationen im Artemis-Gen führen zu einer schweren kombinierten Immundefizienz des Althebascan Typs (ASCID), die durch das Fehlen von T-Zellen und B-Zellen gekennzeichnet ist. Diese Erkrankung ist in der Gesamtbevölkerung sehr selten, kann jedoch in einer Subpopulation der amerikanischen Ureinwohner häufiger gefunden werden, wo eine bestimmte Mutation deutlich verbreiteter ist. Einige Mutationen können auch zum Omenn-Syndrom führen.[3]
Quellen
- ↑ Pannicke, Ulrich et al. Functional and Biochemical Dissection of the Structure-Specific Nuclease ARTEMIS. The EMBO Journal 23.9 (2004): 1987–1997. PMC. Web. 18 June 2018.
- ↑ Motea EA, Berdis AJ. Terminal Deoxynucleotidyl Transferase: The Story of a Misguided DNA Polymerase. Biochimica et biophysica acta. 2010;1804(5):1151-1166. doi:10.1016/j.bbapap.2009.06.030.
- ↑ Chang, Howard H.Y., and Michael R. Lieber. Structure-Specific Nuclease Activities of Artemis and the Artemis: DNA-PKcs Complex. Nucleic Acids Research 44.11 (2016): 4991–4997. PMC. Web. 18 June 2018.