logo

Пользовательского поиска

Tuesday 20th of November 2018

Обнаружен молекулярный «страж» матричной РНК

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Вглубь живой материи
Автор: Administrator   
29.10.2010 10:27

При транскрипции большинства генов рождающиеся молекулы РНК еще не совсем готовы транслироваться в белки – они сначала должны быть определенным образом обработаны. Один из таких процессов обработки называется сплайсингом. Спласинг – это механизм, посредством которого некодирующие генные последовательности  удаляются, а оставшиеся последовательности, кодирующие белки, соединяются, чтобы образовать зрелые матричные РНК (мРНК), содержащие «рецепт» для синтеза белка.

Уже много лет ученые понимают роли, которые играют молекулярные машины, осуществляющие процесс сплайсинга. Но, как выясняется, один из хорошо знакомых компонентов выполняет новую и совсем неожиданную функцию.

Как сообщают в журнале Nature профессор биохимии и биофизики  Школы медицины Университета Пенсильвании (University of Pennsylvania School of Medicine) доктор философии Гидеон Дрейфус (Gideon Dreyfuss) и его коллеги, один из компонентов механизма сплайсинга, называемый U1, играет вторую, столь же важную  для экспрессии генов роль. U1 скорее позволяет генным последовательностям быть полностью считанными в их РНК-транскрипты, чем  способствует преждевременной остановке этого процесса. Таким образом, исследователи открыли неожиданную функцию компонента U1 по защите транскриптов мРНК от преждевременного прекращения транскрипции, существующую в дополнении  и независимо от его роли в сплайсинге.


Профессор Дрейфус также является научным сотрудником Медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute).

«U1 – является стражем транскриптома», - считает профессор Дрейфус. Транскриптом – это совокупность всех молекул РНК одной клетки.

U1 – один из  РНК-белковых комплексов, называемых snRNPs (small nuclear ribonucleoprotein complexes), которые вырезают некодирующие генные последовательности, называемые интронами, и соединяют оставшиеся кодирующие белки генные последовательности - экзоны. Группа Дрейфуса ранее показала, что потеря SMN, белка, помогающего собирать snRNPs, которого недостаточно у больных   нейродегенеративным заболеванием спинальной мышечной атрофией (СМА),  приводит к изменению уровней snRNPs и аномальному сплайсингу.

Дефицит SMN в той или иной степени оказывает влияние на все snRNAs. Команда Дрейфуса поставила себе целью узнать, что произойдет, если не будет только одного из snRNPs. Они начали с U1.

 

2

От экспрессии гена к белку. Пре-мРНК является прямым транскриптом гена, но прежде чем на ее основе будет синтезирован белок, она должна быть обработана, чтобы образовать матричную РНК (мРНК). Этот процесс включает в себя удаление интронов, соединение экзонов и расщепление/полиаденилирование конца транскрипта. Реакция сплайсинга протекает при посредничестве сплайсосомы, обычно представленной U1, U2, U4/U5 и U6 snRNPs. U1 связывается с 5' сплайсинговым сайтом интронов для сплайсинга, но в дополнении к этому, как сообщает Nature, он защищает пре-мРНК от преждевременного терминирования транскрипции. (Credit: The Dreyfuss Laboratory)

 

Ученые скорее ожидали, что они обнаружат увеличение количества РНК-транскриптов, не прошедших сплайсинга. И действительно, они увидели подтверждения этому предположению. Но, к их удивлению,   большинство генов дали совершенно другие, просто поразительные результаты.  Их транскрипты преждевременно и резко обрывались, обычно в пределах относительно небольшого расстояния от стартового сайта транскрипции гена.

Прочитав последовательности концов, получившихся в результате такого усечения РНК, они обнаружили, что РНК были преждевременно оборваны и помечены длинной цепочкой нуклеотидных строительных блоков -  молекулами аденина. Такая цепочка является отличительной чертой процесса, называемого расщеплением-и-полиаденилированием, который обычно происходит у конца РНК-транскрипта гена. Отсутствие U1 приводило к тому, что механизм расщепления/полиаденилирования  приходил в движение слишком рано.

Значение нормальная функция U1, в дополнении к сплайсингу, считает Дрейфус, состоит в том, чтобы  держать механизм расщепления/полиаденилирования под контролем до тех пор, пока фермент РНК-полимераза, синтезирующая транскрипт, достигнет финиша. Исследователи предложили модель, в которой U1 связывается со всеми незрелыми РНК-транскриптами, препятствуя работе механизма расщепления/полиаденилирования, который следует  за движущимся комплексом полимеразы.   Это в свою очередь защищает РНК-транскрипты от многих потенциальных сигналов полиаденилирования, встречающихся на пути, чем можно объяснить относительно большое количество U1 в клетках по сравнению с другими snRNPs. Дополнительное количество U1 соответствует большему количеству, необходимому для его дополнительной функции.

«Транскрипты находятся под постоянной угрозой, исходящей от механизма расщепления/полиаденилирования», - объясняет Дрейфус. «Этот механизм не ждет терпеливо, пока транскрипт достигнет конца гена; скорее, незрелые РНК-транскрипты являются объектом атак этого механизма. Они постоянно подвергаются этой угрозе, и U1 snRNP подавляет ее».

Это, по его словам, «новая роль» для U1 и очень важный компонент правильного образования матричных РНК. «Это важно для целостности транскриптома,  картины всех молекул мРНК в клетке», - заключает он.

 

 

По материалам

Penn Study Identifies Molecular Guardian of Cell's RNA

 

Аннотация к статье: Daisuke Kaida, Michael G. Berg, Ihab Younis, Mumtaz Kasim, Larry N. Singh, Lili Wan, Gideon Dreyfuss. U1 snRNP protects pre-mRNAs from premature cleavage and polyadenylation

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday1102
mod_vvisit_counterYesterday982
mod_vvisit_counterThis week3601
mod_vvisit_counterLast week6784
mod_vvisit_counterThis month17287
mod_vvisit_counterLast month40524
mod_vvisit_counterAll days4186317

We have: 90 guests online
Your IP: 54.147.142.16
 , 
Today: Ноя 20, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.