Мала нуклеарна РНК

С Википедије, слободне енциклопедије

Мала једарна РНК (мјРНК), опште позната као У-РНК, је класа малих молекула РНК који се налазе унутар сплајсних пега и Кахалних тела у једрима еукариотских ћелија. Просечна дужина мјРНК је око 150 нуклеотида. Они се транскрибују РНК полимеразом II или РНК полимеразом III, а истраживања су показала да је њихова примарна функција у обради преинформационе РНК (хјРНК) у једру. Ови молекули исто тако помажу у регулацији фактора транскрипције (7СК РНК) или РНК полимеразе II (Б2 РНК), и одржавању теломера.[1][2]

снРНК су увек повезане с низом специфичних протеина, а комплекси се називају мали рибонуклеопротеини (снРНП, са честим изговаром „снрнп”). Свака снРНП честица се састоји од неколико См протеина, у снРНК компоненти и снРНП-специфичних протеина. Најчешћи компоненте снРНК ових комплекса су познате, као што су: У1 сплајсозомна РНК, У2 сплајсозомна РНК, У4 сплајсозомна РНК, У5 сплајсозомна РНК, и У6 сплајсозомна РНК,

Њихова номенклатура произилази из високог уридинског садржаја. Откривене су случајно током гел електрофорезе 1966 године.[3] Неочекивани тип РНК је пронађен и истражен у том гелу. Каснија анализа је показала да су ове РНК биле високо уридиниране и успостављене у једру.

Велика група снРНП је позната као мале једарне РНК (сноРНК). То су мали РНК молекули који играју кључну улогу у РНК биогенези и воде хемијске модификације рибосомне РНК (рРНК) и других РНК гена (тРНК и снРНП). Налазе се у једарцима и Кахалним телима еукариотских ћелија (главним местима синтезе РНК), које се називају scaRNK (мала РНК специфична за Кахално тело).

Класе снРНК[уреди | уреди извор]

снРНК се често деле у две класе, на основу општих обележја секвенце, као и на асоцираном протеинском фактору, као што је РНК - везање ЛСм протеина.[4]

Прва класа, позната као См-класа снРНК, много шире је проучавана, а чине је: У1, У2, У4, У4атац, У5, У7, У11, и У12. См-класа снРНК се транскрибује помоћу ензима полимеразе II. Пре-снРНК се транскрибују и добијају необичну 7-метилгуанозинску 5' капу у једру. У цитоплазму излазе кроз једарне поре за даље процесовање. У цитоплазми, снРНК бива 3’ скраћена чиме се формирају структуре матичне петље, и подлеже хиперметилацији 5' капе уз формирање триметхилгуанозина.[5] Матичне 3’ стем структуре су неопходне ради препознавања са протеином преживљања мотоног неурона (СМН).[6] Овај комплекс комплетира снРНК у стабилне рибонулеопротеине (РНП). Модификована 5’ капа је онда неопходна за улаз снРНП назад у једро. Све ове уридином богате снРНК, изузев У7, формирају основу сплајсеозома. Прерада или отклањање интрона, главни је аспект посттранскрипционе модификације, и одвија се само у једру еукариота. За У7 је нађено да снРНК функционише у хистонској обради пре-иРНК.

Друга класа, позната као Лсм-класа, састоји се од У6 и У6атац. Лсм-класа снРНК се транкрибује посредством РНК полимеразе III и никад не напушта једро, за разлику од См-класе снРНК. Лсм-класа снРНК молекула садржи 5'-γ-монометилфосфатну капу[7] и 3' матичну петљу, а завршава се појасом уридина који формира везе са различитим хетерохептамерним прстеновим Лсм протеина.[8]

снРНК у сплајсозому[уреди | уреди извор]

Поређење главног и мањег механизма сплајсовања РНК

Сплајсозоми су главна компонента у једном интегралном кораку сазревања прекурзорске РНК код еукариота. Грешка чак и у једном нуклеотиду може да буде разорна за ћелију, те је потребан поуздан и поновљив начин обраде РНК, како би се осигурао опстанак ћелије. Сплајсозом је велики комплекс протеин и РНК, који се састоји од пет малих једарних РНК (У1, У2, У4, У5, и У6) и преко 150 протеина. снРНК заједно са асоцираним протеинима формира рибонуклеопротеинске комплексе (снРНП), који се везују за специфичне секвенце на пре-иРНК супстрату.[9] Овај сложени процес резултира у две узастопне реакције трансестерификације. Ове реакције производе слободне интроне и спојају парове ексона чиме се формира матурисана иРНК. Постоје две засебне класе сплајсозома. Главна класа, која је далеко заступљенија у еукариотским ћелијама, првенствено прерађује У2-тип интрона. Почетни корак прераде је везање У1 снРНП и његових асоцираних протеина за 5' сплајсни крај снРНК. Тиме се ствара извршни комплекс који ће ограничити хнРНК на сплајсни пут.[10] Затим, У2 снРНП се регрутује на сплајсозомном месту везивањ и формира се комплекс А.[11] У2 снРНК мења конформацију хнРНА-снРНП комплекса, откривајући нуклеотиде који су подесни за сплајсовање. Након промене конформације, У4/У5/У6 три-снРНП комплекс се везује за комплекс А чиме се формира структура позната као комплекс Б. Након преуређења, формира се комплекс C, и сплајсозом се активира за катализу.[12]

Поред овог главног сплајсозомног комплекса, постоји много мање заступљени (~1%) мањи сплајсозом. Овај комплекс се састоји од У11, У12, У4атац, У6атац и У5 снРНП. Ови снРНП молекули су функциони аналози снРНП молекула кориштених у гловном сплајсозому. Мањи сплајсозоми сплајсује У-12 врсту интрона. Две врсте интрона се углавном разликују у локацијама прераде: интрони У2-типа имају ГТ-АГ 5' и 3' спојна места, док У12-тип интрона има АТ-АЦ у њиховим 5' и 3' завршецима. Мањи сплајсозом обавља своју функцију користећи другачије путеве у односу на главни сплајсозом.

У1 снРНК[уреди | уреди извор]

Предвиђена секундарна структура и конзервирана секвенца У1 снРНК

У1 снРНП је иницијатор сплајсозомне активности у ћелијском упаривању база са хнРНА. У главном сплајсозому, према експерименталним подацима, У1 снРНП је присутан у једнаким стехиометријским односима са У2, У4, У5 и У6 снРНП. Међутим, количина У1 снРНП у људским ћелијама је далеко већа него других снРНП.[13] Помоћу уклањања гена У1 снРНК у ХеЛа ћелијама, студије су показале да У1 снРНК има велики значај за ћелијско функционисање. Када су У1 снРНК гени нокаутирани, геномски микрочипови су показали повећану акумулацију непрерађене пре-мРНК.[14] Осим тога, нокаут је показао да узрокује прерано разлагање и полиаденилацију, првенствено у интронима који се налазе у близини почетка транскрипта. Када су нокаутирани други на уридину базирани снРНП, овај ефекат није уочен. Стога, У1 снРНК-пре-мРНК упаривање база је показало да штити пре-мРНК од полиаденилације, као и од преурањеног пресецања. Ова посебна заштита може се објаснити прекобројност У1 снРНК у ћелији.

СнРНП и болести човека[уреди | уреди извор]

Путем проучавања малих једарских рибонуклеопротеина (снРНП) и малих једарских (сно)РНП, омогућено је боље разумевање многих важних болести.

Спинална мишићна атрофија: Мутације гена за опстанак моторних неурона-1 (СМН1) доводе до дегенерације кичмених моторних неурона и тешких поремећаја функције мишића. Протеин СЦГ окупља снРНП См-класе, а вероватно и снРНП молекуле и друге РНП-ове.[15] Спинална мишићна атрофија погађа 1/6.000 особа и други је водећи узрок неуромишићне болести, након Дишенове мишићне дистрофије.[16]

Конгенитална дискератоза: Мутације у комплексу снРНП су такође забележене као узрок ове болести, ретког синдрома који се јавља као ненормална промена на кожи, ноктима и мембранама слузокоже. Неке ултиматне промене које изазива ова болест укључују поремећаје коштане сржи, као и канцере. Показано је да овај синдром настаје због мутација вишеструких гена, укључујући дискерин, РНК теломеразу и теломеразу реверзне транскриптазе.[17]

Прадер-Вилијев синдром: Овај синдром погађа више од 1/12.000 људи, а испољава се као екстремна глад, когнитивни и етолошки проблеми, лош мишићни тонус и низак раст.[18] Синдром је повезан са уклањањем регије очевог хромозома 15 који није изражен на хромозому мајке. Ова регија укључује мождано специфичну снРНК чија мета је серотонин-2Ц рецептор иРНК.

Види још[уреди | уреди извор]

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ Бајровић К, Јеврић-Чаушевић А., Хаџиселимовић Р., Ед. (2005): Увод у генетичко инжењерство и биотехнологију. Институт за генетичко инжењерство и биотехнологију (ИНГЕБ), Сарајево. ISBN 978-9958-9344-1-4.
  2. ^ Капур Појскић L., Ед. (2014): Увод у генетичко инжењерство и биотехнологију, 2. издање. Институт за генетичко инжењерство и биотехнологију (ИНГЕБ), Сарајево. ISBN 978-9958-9344-8-3.
  3. ^ Хадјиолов, А.А.; Венков, П.V.; Тсанев, Р.Г. (новембар 1966). „Рибонуцлеиц ацидс фрацтионатион бy денситy-градиент центрифугатион анд бy агар гел елецтропхоресис: А цомпарисон”. Аналyтицал Биоцхемистрy. 17 (2): 263—267. дои:10.1016/0003-2697(66)90204-1. Приступљено 12. 12. 2014. 
  4. ^ Матера, А. Грегорy; Тернс, Ребецца M.; Тернс, Мицхаел П. (март 2007). „Нон-цодинг РНАс: лессонс фром тхе смалл нуцлеар анд смалл нуцлеолар РНАс”. Натуре Ревиеwс Молецулар Целл Биологy. 8 (3): 209—220. ПМИД 17318225. дои:10.1038/нрм2124. Приступљено 12. 12. 2014. 
  5. ^ Хамм, Јöрг; Дарзyнкиеwицз, Едwард; Тахара, Станлеy M.; Маттај, Иаин W. (1990). „Тхе триметхyлгуаносине цап струцтуре оф У1 снРНА ис а цомпонент оф а бипартите нуцлеар таргетинг сигнал”. Целл. 62 (3): 569—577. дои:10.1016/0092-8674(90)90021-6. 
  6. ^ Саттлер, Мицхаел; Селенко, Пхилипп; Спрангерс, Ремцо; Стиер, Гунтер; Бüхлер, Дирк; Фисцхер, Утз (1. 1. 2001). „СМН Тудор домаин струцтуре анд итс интерацтион wитх тхе См протеинс”. Натуре Струцтурал Биологy. 8 (1): 27—31. ПМИД 11135666. дои:10.1038/83014. Приступљено 12. 12. 2014. 
  7. ^ Сингх, Р; Реддy, Р (новембар 1989). „Гамма-монометхyл пхоспхате: а цап струцтуре ин сплицеосомал У6 смалл нуцлеар РНА.”. Процеедингс оф тхе Натионал Ацадемy оф Сциенцес оф тхе Унитед Статес оф Америца. 86 (21): 8280—3. ПМИД 2813391. дои:10.1073/пнас.86.21.8280. 
  8. ^ Кисс, Тамáс (1. 12. 2004). „Биогенесис оф смалл нуцлеар РНПс”. Јоурнал оф Целл Сциенце. 117 (25): 5949—5951. ПМИД 15564372. дои:10.1242/јцс.01487. Приступљено 12. 12. 2014. 
  9. ^ Гуо, Зхуојун; Карунатилака, Крисхантхи С; Руеда, Давид (1. 11. 2009). „Сингле-молецуле аналyсис оф протеин-фрее У2–У6 снРНАс”. Натуре Струцтурал & Молецулар Биологy. 16 (11): 1154—1159. дои:10.1038/нсмб.1672. 
  10. ^ Леграин, П; Серапхин, Б; Росбасх, M (септембар 1988). „Еарлy Цоммитмент оф Yеаст Пре-мРНА то тхе Сплицеосоме Патхwаy”. Молецулар анд Целлулар Биологy. 8 (9): 3755—3760. дои:10.1128/МЦБ.8.9.3755. Архивирано из оригинала 10. 12. 2018. г. Приступљено 12. 12. 2014. 
  11. ^ Неwбy, Мередитх I.; Греенбаум, Нанцy L. (11. 11. 2002). „Сцулптинг оф тхе сплицеосомал бранцх сите рецогнитион мотиф бy а цонсервед псеудоуридине”. Натуре Струцтурал Биологy. 9 (12): 958—965. ПМИД 12426583. дои:10.1038/нсб873. Приступљено 12. 12. 2014. 
  12. ^ Бурге, Цхристопхер Б; Тусцхл, Тхомас; Схарп, Пхиллип А (1999). „Сплицинг оф Прецурсорс то мРНАс бy тхе Сплицеосомес”. ЦСХ Монограпхс Волуме 37 (1999): Тхе РНА Wорлд, 2нд Ед.: Тхе Натуре оф Модерн РНА Суггестс а Пребиотиц РНА Wорлд: 525—560. дои:10.1101/087969589.37.525. 
  13. ^ Басерга, Сусан Ј; Стеитз, Јоан А (1993). „Тхе Диверсе Wорлд оф Смалл Рибонуцлеопротеинс”. ЦСХ Монограпхс Волуме 24 (1993): Тхе РНА Wорлд: 359—381. дои:10.1101/087969380.24.359. Приступљено 12. 12. 2014. 
  14. ^ Каида, Даисуке; Берг, Мицхаел Г.; Yоунис, Ихаб; Касим, Мумтаз; Сингх, Ларрy Н.; Wан, Лили; Дреyфусс, Гидеон (29. 9. 2010). „У1 снРНП протецтс пре-мРНАс фром прематуре цлеаваге анд полyаденyлатион”. Натуре. 468 (7324): 664—668. дои:10.1038/натуре09479. Приступљено 12. 12. 2014. 
  15. ^ Матера, А Грегорy; Схпаргел, Карл Б (јун 2006). „Пумпинг РНА: нуцлеар бодyбуилдинг алонг тхе РНП пипелине”. Цуррент Опинион ин Целл Биологy. 18 (3): 317—324. дои:10.1016/ј.цеб.2006.03.005. Приступљено 12. 12. 2014. 
  16. ^ Сарнат Х. Б. (2011): Спинал мусцулар атропхиес. Ин: Клиегман РМ, Бехрман РЕ, Јенсон ХБ, Стантон БФ. Нелсон Теxтбоок оф Педиатрицс. 19тх ед. Пхиладелпхиа, Па: Елсевиер; 2011:цхап 604.2.
  17. ^ (Wаттендорф D. Ј., Муенке M. Прадер–Wилли сyндроме. Ам. Фам. Пхyсициан 72, 827–830 (2005).)
  18. ^ (Цооке ДW, Дивалл СА, Радовицк С. Нормал анд аберрант гроwтх. Ин: Мелмед С, ед. Wиллиамс Теxтбоок оф Ендоцринологy. 12тх ед. Пхиладелпхиа, Па: Саундерс Елсевиер; 2011:цхап 24.)

Спољашње везе[уреди | уреди извор]

Мала нуклеарна РНК на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Mala_nuklearna_RNK&oldid=26760412”