TAF15 (TATA-Binding Protein-Associated Factor 15) es una proteína humana codificada por el gen TAF15, localizado en el cromosoma 17q12. Forma parte del grupo de "factores asociados a la proteína de unión a la caja TATA" (TATA box protein, TBP), integrándose en el complejo multiproteico TFIID, esencial para la transcripción desde el ADN a ARN mediada por la ARN polimerasa II.
TAF15 pertenece a la familia FET de proteínas, junto con las proteínas FUS y EWSR1, un grupo evolutivamente conservado de proteínas de unión al ARN que desempeñan funciones regulatorias en distintos procesos celulares. Estas proteínas se caracterizan por su capacidad para interactuar con ácidos nucleicos y con múltiples factores de transcripción, participando tanto en la regulación de la expresión génica como en la organización estructural del núcleo celular. El interés científico por TAF15 ha aumentado debido a su implicación en diversas enfermedades neurodegenerativas y en algunos tipos de sarcomas, así como por su papel en la formación de condensados biomoleculares y en los mecanismos de respuesta al estrés celular. 65px|.
Estructura La proteína TAF15 presenta una arquitectura modular típica de la familia FET de proteínas, que combina dominios estructurados de unión al ARN con regiones intrínsecamente desordenadas. Esta organización le otorga una gran versatilidad funcional, permitiéndole participar en diferentes contextos moleculares dentro del núcleo celular.
La secuencia de la TAF15 incluye motivos conservados que median interacciones con ARN y otras proteínas, así como regiones flexibles que facilitan la formación de complejos de ribonucleoproteínas y de condensados biomoleculares.
Estas características estructurales serán fundamentales para comprender su función reguladora y sus implicaciones en la transcripción y en diversas patologías humanas.
Organización genómica El gen TAF15 (también conocido como RBP56 o TAF2N) se localiza en el cromosoma 17q12 del genoma humano y codifica una proteína de aproximadamente 592 aminoácidos en su isoforma principal. Tiene una extensión aproximada de 25 kilobases y está formado por múltiples exones que pueden sufrir procesos de empalme alternativo, dando lugar a diferentes transcritos según el tipo celular y las condiciones fisiológicas.
El gen muestra una alta conservación evolutiva entre especies de vertebrados, lo que sugiere una función biológicamente relevante y mantenida a lo largo del tiempo. 65x65px|.
Dominios estructurales
Motivo de reconocimiento de ARN (RRM) TAF15 contiene uno o más dominios de reconocimiento de ARN (RRM, Motivo de reconocimiento de ARN), situados en la región central de la proteína (aproximadamente entre los aminoácidos 230 y 317).65x65px|.
El dominio RRM presenta la arquitectura clásica β₁–α₁–β₂–β₃–α₂–β₄, con un núcleo α/β formado por hojas β antiparalelas flanqueadas por hélices α.65px|. Este dominio contiene los motivos conservados RNP1 y RNP2, responsables de la interacción con el ARN, aunque en TAF15 estos motivos poseen únicamente dos residuos aromáticos (F237 y F290), lo que sugiere un modo de unión al ARN diferente al de otros RRMs. miniaturadeimagen|Estructura de TAF15. Regiones rosas y rojas: se conoce su estructura. Regiones azules: su estructura es aún desconocida Además, el RRM de TAF15 presenta una expansión en el bucle LA ("KK-loop"), que contribuye al reconocimiento de estructuras secundarias de ARN, como horquillas ricas en AU (pares de bases adenina-uracilo), proporcionando especificidad de unión.
Regiones ricas en glicina y serina Las regiones con abundancia de glicina y serina confieren flexibilidad estructural a la proteína, permitiéndole adaptarse a distintos entornos moleculares y establecer interacciones con otros complejos reguladores, como TFIID. 65px|.
Estas regiones son típicas de proteínas intrínsecamente desordenadas que funcionan como plataformas de interacción.
Regiones intrínsecamente desordenadas y motivos funcionales En su extremo amino-terminal (N-terminal), TAF15 posee una región xxxx en glutamina (Q), glicina (G), serina (S), y tirosina (Y), conocida como dominio QGSY, que se considera intrínsecamente desordenada. Este dominio contribuye tanto a la activación transcripcional como a la formación de complejos proteicos mediante interacciones multivalentes. 65px|.
En el extremo Carboxi-terminal (C-terminal), la proteína presenta un motivo RGG (arginina-glicina-glicina) y un dedo de zinc tipo RanBP2 (entre los aminoácidos 351 y 381). 65px|.
Ambas regiones carecen de una estructura secundaria estable y favorecen las interacciones proteína-proteína y proteína-ARN, siendo esenciales en la regulación postranscripcional. 65px|.
Propiedades estructurales y funcionales adicionales La región de baja complejidad (LCD, low-complexity domain) en el extremo C-terminal de TAF15 puede sufrir procesos de separación de fases (phase separation), permitiendo la formación de compartimentos funcionales sin membrana que participan en la regulación de la transcripción y el metabolismo del ARN. 65px|.
Diversos estudios han mostrado que el dominio LCD de TAF15 (por ejemplo, residuos en su región de baja complejidad, residuos 7-99) puede formar filamentos amiloides funcionales, compuestos por trece hebras β por molécula en registro, relacionando la arquitectura estructural de la proteína con mecanismos moleculares involucrados en enfermedades neurodegenerativas.
La localización nuclear predominante de TAF15 se asocia a señales de localización nuclear presentes en sus dominios desordenados, mientras que el motivo RGG facilita la interacción con proteínas de splicing y reparación del ADN, como SRPK1, integrando así funciones de regulación transcripcional y postranscripcional.65px|.
Expresión y regulación de genes La proteína TAF 15 es codificada por el gen TAF 15. La transcripción de este gen está regulada por factores de transcripción, promotores, señales epigenéticas, etc. 65x65px|.
La metilación (del promotor o de factores) puede favorecer la localización nuclear y la regulación positiva de la actividad transcripcional de TAF15.
Una vez se ha generado el ARNm codificante para TAF15 en el proceso de transcripción, este debe ser procesado, debe pasar por un proceso de maduración (se cortan los intrones del gen, hay una poliadenilación y se empalman los exones). Luego se exporta al citoplasma para su traducción.
En el citoplasma, los ribosomas traducen el ARNm de TAF15 en la cadena polipeptídica correspondiente.
La proteína recién sintetizada puede tener señales de localización (por ejemplo, nuclear) y dominios funcionales relevantes como pueden ser dominios de unión a RNA, regiones de baja complejidad (low-complexity), RRM (RNA recognition motif) que le da especificidad a la unión, etc.
Una vez sintetizada, TAF15 se localiza principalmente en el núcleo, donde puede asociarse al complejo TFIID (TATA-box binding protein–associated factor) como parte del complejo de iniciación de la transcripción por la ARN polimerasa II. También se ha detectado en el citoplasma en ciertos tipos celulares.
Regulación funcional
TAF15 modula la transcripción: colabora con la RNA-Polimerasa II e interactúa con ARN y ADN. TAF15 puede activar la vía RAF 1/MEK/ERK en algunos cánceres. 65x65px|. En condiciones de estrés TAF15 puede trasladarse al citoplasma y participar en la formación de “stress granules” (gránulos de estrés), donde podría afectar la traducción o estabilidad de ARN. TAF15 tiene un dominio LC que regula la separación de fases dependiendo de su concentración, estado de fosforilación e interacción con el RNA.
Regulación negativa:
Como cualquier proteína celular, TAF15 está sujeta a degradación proteasómica o lisosomal; estas regulaciones negativas pueden venir de microARNs, lncRNAs, circRNAs que modulan su expresión o efecto.
Función e importancia biológica TAF15 es una IDP (proteína intrínsecamente desordenada) y, como tal, lleva a cabo múltiples funciones. Estas están relacionadas con la regulación, la expresión de genes y con el inicio de la transcripción. Además, también interviene en el procesamiento del ARN y su maduración, regulando a su vez el ciclo celular, la proliferación y la apoptosis.
Asimismo, las proteínas FET también tienen regiones capaces de unirse al ADN, lo cual puede ser indicador de la importancia de TAF15 en las respuestas al daño del ADN, además de en la transcripción.
Regulación y expresión de genes
TAF15 está presente en múltiples dominios de la proteína TFIID (transcription factor IID), encargada de reconocer el promotor de ARN polimerasa II para iniciar la transcripción. 65px|. miniaturadeimagen|Proceso de regulación de la Transcripción Genética. Asociación del dominio N-terminal (SYGQ-rich) con el complejo TFIID y el reclutamiento de la ARN Polimerasa II al Promotor mediante los dominios RMM y C-terminal (Zinc Finger). Ha sido observado cómo TAF15 puede interaccionar con ARN polimerasa II no fosforilada (no funcional) y con componentes del complejo de preiniciación. 65px|. Esto sugiere que TAF15 contribuye a reclutar y estabilizar ciertos factores de transcripción para esos genes cuya expresión está mediada por ARN polimerasa II. De esta manera facilita la "iniciación" o "elongación" de la transcripción. Por lo tanto, se puede considerar TAF15 como un coactivador transcripcional, encargado de unir múltiples factores de transcripción a secuencias específicas o a la estructura de la ARN-polimerasa II, para que esta pueda llevar a cabo su función. miniatura |Separación de fases líquidas y unión de HNRNPA0 durante el proceso de transcripción(1) Moléculas y proteínas necesarias para la transcripción (2) Complejo transcripcionalmente activo TAF15 realiza sus funciones mediante sus dos dominios principales de baja complejidad (LC, low-complexity domains). El primero es el extremo LC N-terminal, el cual actúa como dominio activador de la transcripción, ya que es capaz de unirse al ADN y a la maquinaria de la ARN-polimerasa II. El extremo LC C-terminal tiene la capacidad de formar condensados dentro de la célula. Provoca una separación de fases líquidas y hace que se concentren, en una región concreta, moléculas de ARN y ciertas proteínas necesarias para la transcripción. Estos condensados permiten una fácil entrada y salida a las moléculas que intervienen en el proceso de transcripción, creando microambientes donde este proceso se ve favorecido.
Esta región recluta proteínas HNRNPA0, que terminan uniéndose a extremos C-terminal de TAF15. La asociación de TAF15 y HNRNPA0 forma complejos transcripcionalmente activos que se localizan dentro del núcleo y estabilizan el complejo de transcripción, potenciando y a la vez regulando la actividad transcripcional de TAF15. 65px|.
Así, la proteína HNRNPA0 permite una actuación de TAF15 más rápida y eficaz, aumentando el ritmo de transcripción genética hasta el necesario para la célula en cada momento.
Ciclo celular, proliferación y apoptosis Una disminución o pérdida en la expresión de TAF15 ('knock-down') produce en las células un efecto de inhibición sobre el crecimiento y la proliferación celular y un aumento en el número de apoptosis.
Este fenómeno es debido a la implicación de TAF15 en la regulación de genes que participan en el ciclo y muerte de la célula mediante la codificación de diversos micro-ARN (miARNs) que pertenecen al locus 'onco-miR-17' 65x65px|. (por ejemplo, miR-17-5p o miR-20a).
Si disminuyen los niveles de TAF15, también lo hacen los de estos miARNs, los cuales, a su vez, regulan múltiples genes inhibidores del ciclo celular, como es CDKN1A/p21. Por lo tanto, si estos miARNs disminuyen, aumentan los genes inhibidores y se reduce el ciclo celular. De esta manera, TAF15 interviene indirectamente en la pregresión del crecimiento y proliferación celular mediante el mantenimiento del nivel necesario de miARNs que regulan dichos procesos.