3.4 : Farklı Proteinler Boyunca Protein Ünitelerinin Korunumu

Protein alanları, tek bir amino asit zincirinin parçası olan yapısal olarak bağımsız küçük birimlerdir. Bu alanlar genellikle yapısal olarak bağımsız olmalarına rağmen, daha büyük bir proteinin bir parçası olarak işlevlerini yerine getirmek için sinerjik etkilere sahiptir. Protein alanları aynı organizma içinde ve farklı organizmalar arasında korunmuş şekilde yer alabilir.

Sınırlı sayıda protein alanı, evrimsel süreçte sıklıkla çoğaltılır ve yeniden birleştirilir. Bu alanlar, etki alanı karıştırma olarak bilinen bir işlemde işlevsel olarak farklı moleküller oluşturmak için farklı kombinasyonlarda düzenlenebilir. Evrimsel olarak ilişkili proteinlerin üçüncül protein yapısı genellikle birincil amino asit dizisinden daha benzerdir ve bu nedenle, dizisine ek olarak bir protein alanının üç boyutlu yapısını analiz etmek, protein alanının korunmasını incelemek için gereklidir.

Argonaute protein ailesi üç temel, korunmuş alana sahiptir; PAZ, MID ve PIWI. Bu proteinler, gen susturma regülasyonuna katılmak için mikroRNA'lar, kısa müdahaleci RNA'lar ve PIWI ile etkileşime giren RNA'lar dahil olmak üzere küçük RNA bileşenleri ile ilişkilendirilen oldukça özel bağlanma modüllerine sahiptir. Bu küçük RNA'lar, gen susturucu fonksiyonunlarını sadece Argonaute proteinleri ile etkileştiklerinde gerçekleştirirler. PAZ alanının karakteristik özelliği, küçük RNA'ların 3' çıkıntılı ucu için bağlayıcı cebidir. Dilimleyici aktivite sergileyen bir alan olan PIWI alanı, bir RNA-DNA kompleksinde RNA'nın hidrolize edilmesinden sorumlu bir protein olan bakteriyel RNAz H'ye yapısal olarak benzerdir. MID alanı PAZ ve PIWI alanı arasında bulunur ve küçük RNA'nın 5' fosfat ucu için bir bağlanma cebine sahiptir. Bu alanlardaki korunmuş motiflerden biri, katalitik fonksiyonuna katılan aspartik asit-aspartik asit-histidin (DDH) motifidir.

Argonaute proteinleri organizmalar arasında korunur ve Drosophila'da beş, insanlarda sekiz, Arabidopsis'te on ve C. elegans'ta yirmi yedi olmak üzere farklı organizmalarda birden fazla aileye sahiptir.