Cas-Белки

cas-Гены имеются только в тех геномах, в которых есть CRISPR-кассеты . cas-Гены расположены в геноме группами и всегда находятся в непосредственной близости от СRISPR-кассет [ Jansen R., et al., 2002 ]. Тем не менее, cas-гены впервые аннотированы не в связи с CRISPR- кассетами [ Makarova K.S., et al., 2002 ]. В результате анализа in silico ряда известных на то время прокариотических геномов было описано около двадцати семейств белков, названных RAMP (Repair-Associated Mysterious Proteins). Предполагалось, что эти белки участвуют в репарации клеточной ДНК. Позже определили набор "коровых" (от слова core - сердцевина, базис) cas-генов, которые закодированы в геномах большинства организмов, содержащих CRISPR-кассеты [ Jansen R., et al., 2002 , Haft D.H., et al., 2005 ].

В настоящее время в литературе нередко встречаются публикации, в которых для обозначения одного и того же Cas-белка или его гомолога используют различные названия. Наиболее полная классификация CRISPR/Cas-локусов (совокупности CRISPR-кассет и cas-генов) предложена Макаровой и соавт. в 2011 г. [ Makarova K.S., et al., 2011 ]. Согласно этой классификации выделяют три группы CRISPR/Cas-локусов, различаемых, во-первых, на основании филогенетического сходства последовательности белка Cas1, который кодируется всеми известными cas-оперонами; во-вторых, на основании специфических ортологов cas-генов, характерных для всех представителей данной группы CRISPR/Cas локусов, а также на основании последовательности CRISPR-повторов. Первые два параметра хорошо коррелируют между собой, в то время как только часть повторов можно соотнести с выделенными по первым двум критериям группам CRISPR/Cas локусов.

Несмотря на некоторую неоднозначность, классификация CRISPR/Cas- локусов, предложенная Макаровой и соавт. [ Makarova K.S., et al., 2011 ], на сегодняшний день наиболее полна. Тем не менее, в литературе продолжается использование альтернативных, более ранних, названий. Поэтому, во избежание путаницы при описании различных Cas-белков из различных групп локусов ниже приводятся не только их названия по классификации Макаровой и соавт., но и другие названия. Они приведены также в табл. 1 .

Группа I. Наличие гена cas3 - характерный признак этой группы, а в группах II и III ортологи Cas3 отсутствуют. В качестве молекулы-мишени таких систем выступает чужеродная ДНК. Белки Cas6e (называемые также Cse3, и CasE) или Cas6f (называемые также Csy4) расщепляют полноразмерный транскрипт с образованием крРНК . Комплекс Cas-белков и крРНК узнает молекулу-мишень, а белок Cas3, по-видимому, производит разрезание.

Группа II. Характерный признак этой группы - наличие гена cas9 (альтернативные названия csn1, csx12). В качестве молекулы-мишени выступает чужеродная ДНК. Процессирование пре-крРНК осуществляет клеточная РНКаза III в присутствии белка Cas9 и малой некодирующей РНК (tracrRNA) . Cas9 участвует также в связывании с ДНК мишенью и ее дальнейшей деградации.

Группа III. Характерный признак этой группы - наличие белка Cas10 (альтернативные названия Cmr2, Csm1 и Csx11). В этой группе разрезание пре-крРНК осуществляет белок Cas6 (Cmx6), который следует отличать от белков Cas6е и Casf, т.к. они не являются ортологами. CRISPR-cистемы этой группы способны атаковать не только чужеродную ДНК, но и РНК (показано in vitro на примере Pyrococcus furiosus ) [ Hale C., et al., 2008 ].

Рецепторы импорта ядерных белков (импортины)
тРНК: экспорт из ядра
Ядерные белки: импорт, NLS-зависимый механизм, общее представление

Ссылки: