Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

snRNP с (выраженные «snurps»), или с центр п uclear г IBO п ucleo р roteins , являются РНК - белковые комплексы , которые сочетают с немодифицированной пре-мРНК и различных других белков с образованием сплайсосома , большой РНК-белок молекулярного комплекса на который сплайсинга из пре-мРНК происходит. Действие мяРНП имеет важное значение для удаления интронов из пре-мРНК , критический аспект пост-транскрипционной модификации РНК, происходит только в ядре изэукариотические клетки . Кроме того, U7 snRNP не участвует в сплайсинга вообще, поскольку U7 snRNP несет ответственность за обработку 3 'стволовых петлю гистона пре-мРНК. [1]

Двумя важными компонентами мяРНП являются белковые молекулы и РНК . РНК, обнаруженная в каждой частице мяРНП, известна как малая ядерная РНК , или мяРНК , и обычно имеет длину около 150 нуклеотидов . Компонент мяРНК мяРНП придает специфичность отдельным интронам, « узнавая » последовательности критических сигналов сплайсинга на 5'- и 3'-концах и в сайтах ветвления интронов. МяРНК в мяРНП похожа на рибосомную РНК в том, что она напрямую выполняет как ферментативную, так и структурную роль.

SnRNP были открыты Майклом Р. Лернером и Джоан А. Стейтц . [2] [3] Томас Р. Чех и Сидни Альтман также сыграли свою роль в открытии, получив в 1989 году Нобелевскую премию по химии за независимое открытие того, что РНК может действовать как катализатор в развитии клеток.

Типы [ править ]

По крайней мере пять различных типов snRNP присоединяются к сплайсосоме для участия в сплайсинге . Они могут быть визуализированы с помощью гель-электрофореза и по отдельности известны как: U1, U2, U4, U5 и U6. Их компоненты мяРНКов известны, соответственно, как: U1 мяРНК , U2 мяРНКа , U4 мяРНКа , U5 мяРНКа и U6 мяРНКа . [4]

В середине 1990-х было обнаружено, что существует вариантный класс snRNPs, помогающий в сплайсинге класса интронов, обнаруживаемых только у многоклеточных животных , с высококонсервативными 5'-сайтами сплайсинга и сайтами ответвлений. Этот вариант класса мяРНП включает в себя: U11 мяРНК , U12 мяРНК , U4atac мяРНК и U6atac мяРНК . Хотя они разные, они выполняют те же функции, что и U1 , U2 , U4 и U6 соответственно. [5]

Кроме того, мяРНП U7 состоит из малой ядерной РНК U7 и ассоциированных белков и участвует в процессинге 3'-стволовой петли пре-мРНК гистонов. [1]

Биогенез [ править ]

Малые ядерные рибонуклеопротеины (snRNP) собираются в строго организованном и регулируемом процессе, который включает как ядро клетки, так и цитоплазму . [6]

Синтез и экспорт РНК в ядре [ править ]

РНК - полимераза II расшифровывает U1 , U2 , U4 , U5 и менее обильные U11 , U12 и U4atac ( snRNAs ) приобретает m7G-колпачок , который служит в качестве экспортного сигнала. Ядерный экспорт опосредуется CRM1.

Синтез и хранение белков Sm в цитоплазме [ править ]

Эти белки Sm синтезируются в цитоплазме на рибосомах переводящих Sm матричную РНК , так же как и любой другой белок. Они хранятся в цитоплазме в виде трех частично собранных кольцевых комплексов, связанных с белком pICln. Они представляют собой пентамерный комплекс 6S SmD1, SmD2, SmF, SmE и SmG с pICln , 2-4S комплексом SmB, возможно, с SmD3 и pICln и метилосомой 20S , которая представляет собой большой комплекс SmD3, SmB, SmD1, pICln. и белок аргининметилтрансфераза-5 ( PRMT5 ). SmD3, SmB и SmD1 подвергаются посттрансляционной модификации в метилосоме. [7] Эти три белка Sm повторилиаргинин - глицин мотивы в С-концевыми концами из SmD1, SmD3 и SmB и боковые цепей аргинина симметрично диметилированные к со-N G , N G» Диметил-аргинин. Было высказано предположение, что pICln, который присутствует во всех трех комплексах предшественников, но отсутствует в зрелых snRNPs, действует как специализированный шаперон , предотвращая преждевременную сборку белков Sm.

Сборка основных snRNP в комплексе SMN [ править ]

См. Также: LSm § Gemin6 и Gemin7

В snRNAs (U1, U2, U4, U5 и менее обильные U11, U12 и U4atac) быстро взаимодействуют с СМН (выживание двигательных нейронов белка); кодируется геном SMN1 ) и Gemins 2-8 (связанные с Gem белки: GEMIN2 , GEMIN3 , GEMIN4 , GEMIN5 , GEMIN6 , GEMIN7 , GEMIN8 ), образующие комплекс SMN . [8] [9] Именно здесь мяРНК связывается с пентамером SmD1-SmD2-SmF-SmE-SmG с последующим добавлением димера SmD3-SmB для завершения кольца Sm вокруг так называемого сайта Sm.мяРНК. Этот сайт Sm представляет собой консервативную последовательность нуклеотидов в этих мяРНК, обычно AUUUGUGG (где A, U и G представляют собой нуклеозиды аденозина , уридина и гуанозина , соответственно). После сборки кольца Sm вокруг мяРНК 5'-концевой нуклеозид (уже модифицированный до 7-метилгуанозинового кэпа) гиперметилируется до 2,2,7-триметилгуанозина, а другой (3 ') конец мяРНК обрезается. . Эта модификация и наличие полного кольца Sm распознаются белком снурпортин 1 .

Окончательная сборка snRNP в ядре [ править ]

Завершенный коровый комплекс snRNP-snurportin 1 транспортируется в ядро ​​через белок импортин β . Внутри ядра основные мяРНП появляются в тельцах Кахаля , где происходит окончательная сборка мяРНП. Он состоит из дополнительных белков и других модификаций, специфичных для конкретного snRNP (U1, U2, U4, U5). Биогенез мяРНП U6 происходит в ядре, хотя большие количества свободного U6 обнаруживаются в цитоплазме. LSM кольцо может собрать, а затем связать с U6 мяРНКом .

Разборка snRNPs [ править ]

SnRNP очень долговечны, но предполагается, что в конечном итоге они будут разобраны и деградированы. Мало что известно о процессе деградации.

Неисправная сборка [ править ]

Нарушение функции выживания белка мотонейрона (SMN) в биогенезе snRNP, вызванное генетическим дефектом в гене SMN1 , который кодирует SMN, может объяснять патологию мотонейрона, наблюдаемую при генетическом заболевании спинальной мышечной атрофии . [10]

Структуры, функции и организация [ править ]

Несколько структур snRNP человека и дрожжей были определены с помощью криоэлектронной микроскопии и последовательного анализа отдельных частиц . [11] Недавно структура ядра мяРНП U1 человека была определена с помощью рентгеновской кристаллографии (3CW1, 3PGW), а затем структура ядра мяРНП U4 (2Y9A), которая дала первое представление об атомных контактах, особенно о способе связывания белки Sm к сайту Sm. Структура UsnRNA U6 была решена в комплексе со специфическим белком Prp24 (4N0T), а также структура его 3'- нуклеотидов, связанных со специальным белковым кольцом Lsm2-8 (4M7A). В PDB кода для соответствующих структур указаны в скобках. [12] [13]Структуры, определенные с помощью анализа с помощью одночастичной электронной микроскопии, следующие: U1 snRNP человека, [14] человеческий U11 / U12 di-snRNP, [15] человеческий U5 snRNP, U4 / U6 ди-snRNP, U4 / U6 ∙ U5 tri-snRNP. [16] Дальнейший прогресс в определении структур и функций snRNPs и сплайсосом продолжается. [17]

Антитела против snRNP [ править ]

Аутоантитела могут вырабатываться против собственных snRNP организма, в первую очередь против антител против Sm, направленных против snRNP типа белка Sm, особенно при системной красной волчанке (SLE).

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Schümperli, D .; RS Pillai (2004-10-01). «Особая структура ядра Sm из мяРНП U7: далеко идущее значение небольшого ядерного рибонуклеопротеина» (PDF) . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 61 (19–20): 2560–2570. DOI : 10.1007 / s00018-004-4190-0 . ISSN  1420-682X . PMID  15526162 .
  2. ↑ Lerner MR, Steitz JA (ноябрь 1979 г.). «Антитела к малым ядерным РНК в комплексе с белками вырабатываются пациентами с системной красной волчанкой» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 76 (11): 5495–9. Bibcode : 1979PNAS ... 76.5495R . DOI : 10.1073 / pnas.76.11.5495 . PMC 411675 . PMID 316537 .  
  3. ↑ Lerner MR, Boyle JA, Mount SM, Wolin SL, Steitz JA (январь 1980 г.). «Участвуют ли snRNP в сращивании?». Природа . 283 (5743): 220–4. Bibcode : 1980Natur.283..220L . DOI : 10.1038 / 283220a0 . PMID 7350545 . 
  4. ^ Уивер, Роберт Ф. (2005). Молекулярная биология , стр. 432-448. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк. ISBN 0-07-284611-9 . 
  5. ^ Montzka К.А., Steitz JA (1988). «Дополнительные малые ядерные рибонуклеопротеины человека с низким содержанием: U11, U12 и т . Д.» . Proc Natl Acad Sci USA . 85 (23): 8885–8889. Bibcode : 1988PNAS ... 85.8885M . DOI : 10.1073 / pnas.85.23.8885 . PMC 282611 . PMID 2973606 .  
  6. ↑ Kiss T (декабрь 2004 г.). «Биогенез малых ядерных РНП» . J. Cell Sci . 117 (Pt 25): 5949–51. DOI : 10,1242 / jcs.01487 . PMID 15564372 . 
  7. ^ Meister G, Эггерт С, D Бюлер, Брамс Н, Kambach С, Фишер U (декабрь 2001 г.). «Метилирование белков Sm комплексом, содержащим PRMT5 и предполагаемый фактор сборки U snRNP pICln». Curr. Биол . 11 (24): 1990–4. DOI : 10.1016 / S0960-9822 (01) 00592-9 . hdl : 11858 / 00-001M-0000-0012-F501-7 . PMID 11747828 . 
  8. ^ Paushkin S, Gubitz А.К., Массне S, Дрейфус G (июнь 2002). «Комплекс SMN, ассемблосома рибонуклеопротеидов». Curr. Opin. Cell Biol . 14 (3): 305–12. DOI : 10.1016 / S0955-0674 (02) 00332-0 . PMID 12067652 . CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ↑ Yong J, Wan L, Dreyfuss G (май 2004 г.). «Зачем клеткам машина для сборки РНК-белковых комплексов?». Trends Cell Biol . 14 (5): 226–32. DOI : 10.1016 / j.tcb.2004.03.010 . PMID 15130578 . 
  10. ^ Coady, Тристан Х .; Лорсон, Кристиан Л. (2011). «SMN в спинальной мышечной атрофии и биогенезе snRNP». Междисциплинарные обзоры Wiley: РНК . 2 (4): 546–564. DOI : 10.1002 / wrna.76 . PMID 21957043 . 
  11. ^ Старк, Хольгер; Райнхард Люрманн (2006). «Криоэлектронная микроскопия сплайсосомальных компонентов». Ежегодный обзор биофизики и структуры биомолекул . 35 (1): 435–457. DOI : 10.1146 / annurev.biophys.35.040405.101953 . PMID 16689644 . 
  12. ^ Померанц Круммель, Даниэль А .; Крис Обридж; Adelaine KW Leung; Джейд Ли; Киёси Нагай (26 марта 2009 г.). «Кристаллическая структура человеческого spliceosomal U1 snRNP при разрешении 5,5 [thinsp] A» . Природа . 458 (7237): 475–480. DOI : 10,1038 / природа07851 . ISSN 0028-0836 . PMC 2673513 . PMID 19325628 .   
  13. ^ Вебер, Герт; Саймон Трович; Бертольд Кастнер; Райнхард Лурманн; Маркус К. Валь (15 декабря 2010 г.). «Функциональная организация ядра Sm в кристаллической структуре snRNP U1 человека» . EMBO J . 29 (24): 4172–4184. DOI : 10.1038 / emboj.2010.295 . ISSN 0261-4189 . PMC 3018796 . PMID 21113136 .   
  14. ^ Старк, Хольгер; Пракаш Дубе; Райнхард Лурманн; Бертольд Кастнер (25 января 2001). «Расположение РНК и белков в сплайсосомной малой ядерной рибонуклеопротеидной частице U1». Природа . 409 (6819): 539–542. Bibcode : 2001Natur.409..539S . DOI : 10.1038 / 35054102 . ISSN 0028-0836 . PMID 11206553 .  
  15. ^ Голас, Моника М .; Бьорн Сандер; Синди Л. Уилл; Райнхард Люрманн; Хольгер Старк (18 марта 2005 г.). «Основные конформационные изменения в комплексе SF3b при интеграции в сплайсосомный ди-snRNP U11 / U12, выявленные с помощью электронной криомикроскопии». Молекулярная клетка . 17 (6): 869–883. DOI : 10.1016 / j.molcel.2005.02.016 . hdl : 11858 / 00-001M-0000-0010-93F4-1 . ISSN 1097-2765 . PMID 15780942 .  
  16. ^ Сандер, Бьорн; Моника М. Голас; Евгений М. Макаров; Герой Брамса; Бертольд Кастнер; Райнхард Люрманн; Хольгер Старк (20 октября 2006 г.). «Организация основных сплайсосомных компонентов петли U5 мяРНК I и U4 / U6 Di-snRNP в U4 / U6.U5 Tri-snRNP, выявленных с помощью электронной криомикроскопии». Молекулярная клетка . 24 (2): 267–278. DOI : 10.1016 / j.molcel.2006.08.021 . hdl : 11858 / 00-001M-0000-0010-93DC-C . ISSN 1097-2765 . PMID 17052460 .  
  17. ^ Уилл, Синди Л .; Райнхард Люрманн (01.07.2011). «Структура и функция сплайсосом» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 3 (7): а003707. DOI : 10.1101 / cshperspect.a003707 . PMC 3119917 . PMID 21441581 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Краткое выступление Джоан Стейтц: "SNURPs и Serendipity"
  • snRNP в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)