Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сплайсосомная РНК U1
RF00003.jpg
Прогнозируемая вторичная структура и сохранение последовательности U1
Идентификаторы
СимволU1
РфамRF00003
Прочие данные
Тип РНКДжин ; мяРНК ; сращивание
Домен (ы)Эукариоты
ИДТИGO: 0000368 GO: 0030627 GO: 0005685
ТАКТАК: 0000391
Структуры PDBPDBe

Сплайсосомная РНК U1 представляет собой компонент малой ядерной РНК (мяРНК) в U1 snRNP ( малый ядерный рибонуклеопротеин ), комплекс РНК-белок, который объединяется с другими snRNP, немодифицированной пре-мРНК и различными другими белками для сборки сплайсосомы , большой РНК- белок , молекулярный комплекс , на котором сплайсинга из пре-мРНК происходит. Сращивание или удаление интронов , является одним из основных аспектов пост-транскрипционных модификаций , и происходит только в ядре из эукариот .

Структура и функции [ править ]

У человека сплайсосомная РНК U1 имеет длину 164 основания, образует четыре стержневые петли и имеет 5'-триметилгуанозиновый колпачок с пятью примерами . Основания с 3 по 10 представляют собой консервативную последовательность, которая спаривается с 5'-сайтом сплайсинга интронов во время сплайсинга РНК , а основания с 126 по 133 образуют сайт Sm, вокруг которого собирается кольцо Sm. Стебель-петля I связывается с белком U1-70K , стебель-петля II связывается с белком U1 A, стволовые петли III и IV связываются с основным доменом RNP, гетерогептамерным кольцом Sm, состоящим из SmB / B ', SmD1 / 2 / 3, SmE, SmF и SmG. U1 C взаимодействует в основном посредством белок-белковых взаимодействий. [1] [2]

Эксперименты показали, что связывание U1 мяРНК с сайтом 5'-сплайсинга необходимо, но не достаточно для начала сборки сплайсосомы. [3] После привлечения U2 snRNP и U5.U4 / U6 tri-snRNP сплайсосома переносит 5'-сайт сплайсинга с U1 snRNA на U6 snRNA до того, как происходит катализ сплайсинга. [4]

Существуют значительные различия в последовательности и вторичной структуре между мяРНК U1 многоклеточных животных и дрожжей , причем последняя намного длиннее (568 нуклеотидов по сравнению с 164 нуклеотидами у человека). Тем не менее, предсказания вторичной структуры подтверждают, что все U1 snRNAs имеют "общее ядро", состоящее из спиралей I, II, проксимальной области III и IV. [5] Это семейство не содержит больших последовательностей дрожжей.

Неканоническая роль U1 snRNP была недавно описана в регуляции выбора альтернативного полиА- сайта [6]. Предполагается, что повышенная скорость транскрипции «губит» U1 snRNP, уменьшая его доступность. Эта модель подтверждается экспериментально, так как снижение уровней U1 snRNP с помощью антисмысловых морфолиноолигонуклеотидов привело к дозозависимому изменению использования полиА для генерации более коротких транскриптов мРНК.

Роль в болезни [ править ]

U1 snRNP участвует во многих заболеваниях, особенно в тех, которые характеризуются присутствием неправильно свернутых белков. Например, было обнаружено, что белковый компонент U1 snRNP, называемый U1-70k, из клеток мозга здоровых людей, становится нерастворимым в присутствии агрегатов амилоида из клеток мозга пациентов с болезнью Альцгеймера. [7] [8] Сверхэкспрессия U1 повышает уровень экспрессии аутофагии и изменяет биогенез лизосом [9]

Аналогичным образом в клетках фибробластов пациентов с семейной формой бокового амиотрофического склероза (БАС) было обнаружено, что основные компоненты мяРНП U1 (а именно, белки Sm и мяРНК U1) совместно неправильно локализуются в цитоплазме с мутантной версией белка. называется FUS (в идеале, FUS должен локализоваться в ядре, поскольку он обладает открытой последовательностью ядерной локализации). Авторы этого исследования также обнаружили, что экспериментальное отключение U1 snRNP приводит к усечению аксонов моторных нейронов, предполагая, что дефекты сплайсинга могут играть роль в патогенезе БАС. [10]

Роль в общегеномном телескриптинге [ править ]

Телескриптинг - это процесс, с помощью которого U1 snRNP подавляет преждевременное расщепление и полиаденилирование (PCPA) и позволяет при необходимости синтезировать большие транскрипты в клетке. Интроны обладают так называемыми сигналами полиаденилирования (PAS). В этих сайтах пре-мРНК может терминироваться за счет расщепления и полиаденилирования (процесс, называемый PCPA). [11] Помимо своей роли в распознавании 5'-сайтов сплайсинга, U1 snRNP защищает растущие транскрипты, укрывая эти открытые PAS в пре-мРНК, так что элонгация может продолжаться. Более того, было обнаружено, что телескрипция U1 особенно важна для удлинения транскрипции на большие расстояния в интронах больших генов, средний размер которых составляет 39 килограмм пар оснований. [12]

См. Также [ править ]

  • МикроРНК
  • Малая ядерная РНК
  • Сплайсосомная РНК U2

Ссылки [ править ]

  1. ^ Нагаи К, Муто Y, Померанц Krummel Д.А., Kambach С, Т Ignjatovic, Walke S, Kuglstatter А (май 2001 г.). «Структура и сборка сплайсосомных snRNP. Лекция, посвященная медали Novartis». Труды биохимического общества . 29 (Pt 2): 15–26. DOI : 10,1042 / bst0290015 . PMID  11356120 .
  2. ^ Старк Н, Р Дуба, Люрманн R, Кастнер В (январь 2001 года). «Расположение РНК и белков в сплайсосомной малой ядерной рибонуклеопротеидной частице U1». Природа . 409 (6819): 539–42. Bibcode : 2001Natur.409..539S . DOI : 10.1038 / 35054102 . PMID 11206553 . S2CID 4421636 .  
  3. Перейти ↑ Weaver RF (2005). Молекулярная биология . Бостон: Макгроу-Хилл . С.  433 . ISBN 9780072846119. OCLC  53900694 .
  4. ↑ Will CL, Lührmann R (июль 2011 г.). «Структура и функция сплайсосом» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 3 (7): а003707. DOI : 10.1101 / cshperspect.a003707 . PMC 3119917 . PMID 21441581 .  
  5. ^ Zwieb C (январь 1997). «База данных уРНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 25 (1): 102–3. DOI : 10.1093 / NAR / 25.1.102 . PMC 146409 . PMID 9016512 .  
  6. ^ Берг М.Г., Сингх Л.Н., Юнис I, Лю Q, Пинто А.М., Кайда Д., Чжан З., Чо С., Sherrill-Mix S, Ван Л., Дрейфус Г. (июль 2012 г.). «U1 snRNP определяет длину мРНК и регулирует экспрессию изоформы» . Cell . 150 (1): 53–64. DOI : 10.1016 / j.cell.2012.05.029 . PMC 3412174 . PMID 22770214 .  
  7. ^ Закусочная я, Хейлза СМ, Бишоф я, Rabenold л, Дыонг ДМ, Yi Н, Laur О, трансмиссии М, Тронкосо Дж, Thambisetty М, Lah JJ, Левея А.И., Сейфрид НТ (декабрь 2014). «Агрегационные свойства малого ядерного рибонуклеопротеина U1-70K при болезни Альцгеймера» . Журнал биологической химии . 289 (51): 35296–313. DOI : 10.1074 / jbc.M114.562959 . PMC 4271217 . PMID 25355317 .  
  8. ^ Бай Б, Хейлз CM, Чен ПК, Гозал Y, Даммер Э.Б., Фриц JJ, Ван X, Ся Q, Дуонг DM, Улица C, Кантеро G, Ченг Д., Джонс Д.Р., Ву Z, Ли Y, Diner I, Хейлман CJ, Rees HD, Wu H, Lin L, Szulwach KE, Gearing M, Mufson EJ, Bennett DA, Montine TJ, Seyfried NT, Wingo TS, Sun YE, Jin P, Hanfelt J, Willcock DM, Levey A, Lah JJ, Пэн Дж (октябрь 2013 г.). «Малый ядерный рибонуклеопротеиновый комплекс U1 и изменения сплайсинга РНК при болезни Альцгеймера» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (41): 16562–7. Bibcode : 2013PNAS..11016562B . DOI : 10.1073 / pnas.1310249110 . PMC 3799305 . PMID  24023061 .
  9. ↑ Cheng Z, Du Z, Zhai B, Yang Z, Zhang T (январь 2018). «Сверхэкспрессия малой ядерной РНК U1 затрагивает аутофагически-лизосомную систему, связанную с БА». Неврологические исследования . 136 : 48–55. DOI : 10.1016 / j.neures.2018.01.006 . PMID 29395359 . S2CID 19262444 .  
  10. ↑ Yu Y, Chi B, Xia W, Gangopadhyay J, Yamazaki T, Winkelbauer-Hurt ME, Yin S, Eliasse Y, Adams E, Shaw CE, Reed R (март 2015 г.). «U1 snRNP неправильно локализован в фибробластах пациентов с БАС, несущих мутации NLS в FUS, и необходим для разрастания двигательных нейронов у рыбок данио» . Исследования нуклеиновых кислот . 43 (6): 3208–18. DOI : 10.1093 / NAR / gkv157 . PMC 4381066 . PMID 25735748 .  
  11. ^ Берг М.Г., Сингх Л.Н., Юнис I, Лю Q, Пинто А.М., Кайда Д., Чжан З., Чо С., Sherrill-Mix S, Ван Л., Дрейфус Г. (июль 2012 г.). «U1 snRNP определяет длину мРНК и регулирует экспрессию изоформы» . Cell . 150 (1): 53–64. DOI : 10.1016 / j.cell.2012.05.029 . PMC 3412174 . PMID 22770214 .  
  12. ↑ Oh JM, Di C, Venters CC, Guo J, Arai C, So BR, Pinto AM, Zhang Z, Wan L, Younis I, Dreyfuss G (ноябрь 2017 г.). «Телескриптирование мяРНП U1 регулирует стратифицированный по размеру и функции геном человека» . Структурная и молекулярная биология природы . 24 (11): 993–999. DOI : 10.1038 / nsmb.3473 . PMC 5685549 . PMID 28967884 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Обридж К., Ито Н., Эванс П.Р., Тео СН, Нагаи К. (декабрь 1994 г.). «Кристаллическая структура при разрешении 1,92 РНК-связывающего домена сплайсосомного белка U1A в комплексе с шпилькой РНК». Природа . 372 (6505): 432–8. DOI : 10.1038 / 372432a0 . PMID  7984237 . S2CID  9404488 .
  • Кацамба П.С., Мышка Д.Г., Лаэрд-Оффринга И.А. (июнь 2001 г.). «Две функционально различные стадии опосредуют связывание с высоким сродством белка U1A с РНК шпильки II U1» . Журнал биологической химии . 276 (24): 21476–81. DOI : 10.1074 / jbc.M101624200 . PMID  11297556 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Страница для сплайсосомной РНК U1 в Rfam