Прерибосомная РНК (пре-рРНК) является предшественником зрелой рибосомной РНК ( рРНК ), входящей в состав рибосом . Пре-рРНК сначала транскрибируется с рибосомной ДНК (рДНК), затем расщепляется и превращается в зрелую рРНК.
Во время или сразу после транскрипции пре-рРНК из рДНК в ядрышке предшественник рибосомной РНК (пре-рРНК) модифицируется и связывается с несколькими рибосомными белками. [1] Малые ядрышковые РНК ( мякРНК ) диктуют модификации путем спаривания оснований с сайтами-мишенями в эукариотической пре-рРНК и могут также играть роль в укладке пре-рРНК. Пре-рРНК содержит внешние транскрибируемые спейсеры (5'-ETS, 3'-ETS) на обоих концах, а также внутренние транскрибируемые спейсеры.(ИТС1, ИТС2). Расщепление в сайтах A' и T1 удаляет 5'-ETS и 3'-ETS соответственно. Расщепления по сайтам A0, 1 и 2 дают 18S рРНК. Расщепление сайта 3 может происходить до или после расщепления в сайтах A0, 1 и 2 и может отвечать за связь между путями процессинга 18S и 28S рРНК. Последние этапы процессинга рРНК требуют расщепления по 3, 4', 4 и 5 для образования зрелых 5.8S и 28S рРНК .
Исследования показывают, что либо одновременно с синтезом пре-рРНК, либо сразу после него в областях компонентов рРНК, 18S, 5.8S и 28S , происходят внутренние модификации, которые различаются в зависимости от типа клетки. Модификации пре-рРНК Xenopus включают десять метилирований оснований, 105 2'-O-метилирования рибозы и около 100 псевдоуридинов, в то время как рРНК дрожжей имеет только половину этих модификаций. [2]Малая ядрышковая РНК образует пару оснований с пре-рРНК и определяет место модификаций. Отдельные семейства мякРНК выполняют различные модификации. Box C/D snoRNA направляет образование 2'-O-Me, тогда как Box H/ACA snoRNA направляет образование псевдоуридинов. Считается, что спаривание оснований мякРНК с пре-рРНК действует как шаперон при сворачивании зрелой рРНК.
Пре-рРНК включает три основных размера; 37S (дрожжи), 40S (Xenopus) и 45S (млекопитающие). В ряд шагов почти 80 рибосомных белков собираются с пре-рРНК. Во время транскрипции пре-рРНК связываются ранние связывающие рибосомы белки. [3] Считается, что этот 30S RNP, содержащий 45S pre-rRNA, является предшественником 80S RNP, который, в свою очередь, является предшественником 55S RNP. 55S RNP составляет около 75% нуклеолярной популяции пре-рибосом. [4]
Для образования зрелых рРНК 18S, 5.8S и 28S пре-рРНК 40S (Xenopus) и 45S (млекопитающие) должны пройти серию расщеплений для удаления внешних и внутренних спейсеров (ETS/ITS). Это можно сделать одним из двух способов. Путь 1 начинается с расщепления в сайте 3, который отделяет кодирующие области 5.8S и 28S рРНК в 32S пре-РНК от кодирующей области 18S рРНК в 20S пре-рРНК. Путь 2 сначала расщепляется в сайтах A0, 1 и 2, а затем расщепляется в сайте 3. [5]
snoRNA U3, наиболее распространенная snoRNA, необходимая для процессинга рРНК, влияет на выбранный путь. [6] Он связывается с пре-рРНК посредством белок-белковых взаимодействий, а также спаривания оснований. Чтобы позволить U3 функционировать должным образом, требуется спаривание оснований между 3'-шарнирной областью U3 и комплементарными последовательностями в 5'-ETS. Однако спаривание между 5'-шарниром U3 и 5'-ETS может происходить, но не обязательно для функционирования. [7] Нуклеолин, распространенный фосфопротеин, связывается с пре-рРНК сразу после транскрипции и облегчает спаривание оснований между шарнирами мякРНК U3 и ETS. [8]