Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сплайсосомная РНК U4
RF00015.jpg
Прогнозируемая вторичная структура и сохранение последовательности U4
Идентификаторы
СимволU4
РфамRF00015
Прочие данные
Тип РНКДжин ; мяРНК ; сращивание
Домен (ы)Эукариоты
ИДТИGO: 0017070 GO: 0000353 GO: 0000351 GO: 0005687 GO: 0046540
ТАКТАК: 0000393
Структуры PDBPDBe
Трехмерное изображение фрагмента мяРНК U4. Кристаллическая структура сплайсосомного белка 15,5 кД, связанного с фрагментом мяРНК U4. [1]

U4 небольшой ядерный рибо-нуклеиновой кислоты (U4 мяРНК) представляет собой некодирующие РНК - компонент основного или U2-зависимой сплайсосома - это эукариотической молекулярная машина участвует в сплайсинга пре-мРНК (предварительно мРНК ). Он образует дуплекс с U6 , и с каждым раундом сплайсинга он вытесняется из мяРНК U6 (и сплайсосомы) АТФ-зависимым образом, позволяя U6 повторно складываться и создавать активный сайт для катализа сплайсинга . Процесс рециклинга с участием белка Brr2 высвобождает U4 из U6, в то время как белок Prp24 повторно отжигает U4 и U6. Кристаллическая структура из 5 'стебель-петля U4 в комплексе со связывающим белком была решена. [1]

Биологическая роль [ править ]

Было показано, что мяРНК U4 существует в нескольких различных форматах, в том числе: связана с белками в виде небольшого ядерного Рибоядерного белка snRNP , [2] участвует с мяРНК U6 в ди-мяРНП [3], а также участвует в как с мяРНК U6, так и с мяРНК U5 в три-мяРНП. [4] [5] Было предложено, чтобы разные форматы совпадали с разными временными событиями в активности penta-snRNP, [6] или в качестве промежуточных продуктов в пошаговой модели сборки и активности сплайсосом. [7]

U4 snRNA (и ее вероятный аналог snR14 в дрожжах [8] ), как было показано, не участвует напрямую в специфической каталитической активности реакции сплайсинга, [9] и предлагается вместо этого действовать как регулятор U6 snRNA. МнРНК U4 ингибирует активность сплайсосом во время сборки за счет комплементарного спаривания оснований между мяРНК U6 в двух высококонсервативных областях ствола. [10] Предполагается, что это взаимодействие спаривания оснований предотвращает сборку мяРНК U6 с мяРНК U2 в конформацию, необходимую для каталитической активности. [11] Если мяРНК U4 разрушается и тем самым удаляется из сплайсосомы, сплайсинг фактически останавливается. [12]МнРНК U4 и U6 явно необходимы для сплайсинга in vitro. [13]

Структура [ править ]

Рисунок 1. Обнаженная предполагаемая вторичная структура U4.
Рисунок 2. Предполагаемая вторичная структура спаривания оснований U4 / U6.

Предполагается, что вторичная структура мяРНК U4 изменяется в зависимости от ее взаимодействия с мяРНК U6. [7] Несколько экспериментов, включающих рентгеновскую кристаллографию , [1] [14] ЯМР , [15] и зондирование структуры РНК с химической модификацией [16], показывают, что вторичная структура мяРНК U4 содержит несколько консервативных мотивов, [17] которые также служат структурной в качестве промежуточных ролей в установлении взаимодействия с другими компонентами сращивания. Предполагаемая вторичная структура спаривания оснований U4 / U6 мяРНК, показанная на рис. 2., сохраняется в разнообразном наборе организмов, что указывает на древнее происхождение аппарата сплайсинга. [18]Ранее было показано, что высококонсервативная петля изогнутой формы участвует в специфических белковых взаимодействиях. [1] [19]

Взаимодействия [ править ]

МнРНК U4 должна быть вытеснена из мяРНК U6 в АТФ-зависимом процессе с участием белка Brr2 - до того, как сплайсосома станет активной. [9] [20] [21] Был предложен цикл, включающий как Brr2, так и белок prp24, который избирательно повторно отжигает U4 с мяРНК U6. [21] [22] [23] [24] Кольцо белков Sm окружает консервативную область мяРНК U4 около 3'-конца, которая, как ожидается, будет способствовать благоприятным взаимодействиям между различными мяРНП, а также, возможно, защищать мяРНК U4 от деградация ферментами РНКазы . [25] [26]Было идентифицировано более 100 белков, которые участвуют в сплайсосомном пути, также известно, что несколько белков различного размера взаимодействуют с snRNP U4. [27]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Видович I, Ноттротт С., Хартмут К., Люрманн Р., Фичнер Р. (декабрь 2000 г.). «Кристаллическая структура сплайсосомного белка 15,5 кДа, связанного с фрагментом мяРНК U4». Мол. Cell . 6 (6): 1331–42. DOI : 10.1016 / S1097-2765 (00) 00131-3 . PMID  11163207 .
  2. Перейти ↑ Raghunathan PL, Guthrie C (июль 1998 г.). «Раскручивание РНК в мяРНП U4 / U6 требует гидролиза АТФ и фактора сплайсинга DEIH-бокса Brr2». Curr. Биол . 8 (15): 847–55. DOI : 10.1016 / S0960-9822 (07) 00345-4 . PMID 9705931 . S2CID 14302377 .  
  3. ^ Bringmann Р, Аппель В, Rinke J, R Рейтера, Тхейссен Н, Люрманн Р (июнь 1984). «Доказательства существования мяРНК U4 и U6 в едином рибонуклеопротеиновом комплексе и их ассоциации посредством спаривания межмолекулярных оснований» . EMBO J . 3 (6): 1357–63. DOI : 10.1002 / j.1460-2075.1984.tb01977.x . PMC 557523 . PMID 6204860 .  
  4. ↑ Black DL, Pinto AL (август 1989 г.). «Малый ядерный рибонуклеопротеин U5: анализ структуры РНК и АТФ-зависимое взаимодействие с U4 / U6» . Мол. Клетка. Биол . 9 (8): 3350–9. DOI : 10,1128 / MCB.9.8.3350 . PMC 362380 . PMID 2552294 .  
  5. ^ Stevens SW, Барт I, Ge Г, Мур RE, Young MK, Lee TD, Абельсон J (ноябрь 2001). «Биохимический и генетический анализ малых ядерных рибонуклеопротеидов U5, U6 и U4 / U6 x U5 из Saccharomyces cerevisiae» . РНК . 7 (11): 1543–53. PMC 1370197 . PMID 11720284 .  
  6. ^ Stevens SW, Райан DE, Ge ГИ, Мур RE, Young MK, Lee TD, Абельсон J (январь 2002). «Состав и функциональная характеристика дрожжевых сплайсосомных пента-мяРНП». Мол. Cell . 9 (1): 31–44. DOI : 10.1016 / S1097-2765 (02) 00436-7 . PMID 11804584 . 
  7. ^ a b Cheng SC, Abelson J (ноябрь 1987 г.). «Сборка сплайсосом в дрожжах» . Genes Dev . 1 (9): 1014–27. DOI : 10,1101 / gad.1.9.1014 . PMID 2962902 . 
  8. ^ Siliciano П.Г., Брови Д.А., Roiha Н, С Гатри (август 1987). «Важная мяРНК из S. cerevisiae имеет свойства, предсказанные для U4, включая взаимодействие с U6-подобной мяРНК». Cell . 50 (4): 585–92. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (87) 90031-6 . PMID 2440583 . S2CID 9476222 .  
  9. ^ а б Йен С.Л., Лин Р.Дж. (ноябрь 1991 г.). «Малая ядерная РНК U4 отделяется от сплайсосомы дрожжей и не участвует в последующей реакции сплайсинга» . Мол. Клетка. Биол . 11 (11): 5571–7. DOI : 10,1128 / MCB.11.11.5571 . PMC 361927 . PMID 1833635 .  
  10. Перейти ↑ Guthrie C, Patterson B (1988). «Сплайсосомные мяРНК». Анну. Преподобный Жене . 22 : 387–419. DOI : 10.1146 / annurev.ge.22.120188.002131 . PMID 2977088 . 
  11. ^ Madhani HD, Гатри С (ноябрь 1992 г.). «Новое взаимодействие спаривания оснований между мяРНК U2 и U6 предполагает механизм каталитической активации сплайсосомы». Cell . 71 (5): 803–17. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (92) 90556-R . PMID 1423631 . S2CID 6407709 .  
  12. ^ Berget SM, Robberson BL (август 1986). «Малые ядерные рибонуклеопротеины U1, U2 и U4 / U6 необходимы для сплайсинга in vitro, но не для полиаденилирования». Cell . 46 (5): 691–6. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (86) 90344-2 . PMID 2427201 . S2CID 44660539 .  
  13. ↑ Black DL, Steitz JA (август 1986). «Для сплайсинга пре-мРНК in vitro требуется интактный малый ядерный рибонуклеопротеин U4 / U6». Cell . 46 (5): 697–704. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (86) 90345-4 . PMID 2427202 . S2CID 2899820 .  
  14. ^ Kambach C, Walke S, Нагаи K (апрель 1999). «Структура и сборка сплайсосомальных малых ядерных рибонуклеопротеиновых частиц». Curr. Opin. Struct. Биол . 9 (2): 222–30. DOI : 10.1016 / S0959-440X (99) 80032-3 . PMID 10322216 . 
  15. ^ Комолли LR, Ульянов Н. Б., Soto А.М., Marky Л.А., Джеймс Т. Л., Gmeiner WH (октябрь 2002). «Структура ЯМР 3'-стволовой петли из мяРНК U4 человека» . Nucleic Acids Res . 30 (20): 4371–9. DOI : 10.1093 / NAR / gkf560 . PMC 137124 . PMID 12384583 .  
  16. ^ Mougin А, Готшальк А, Фабрицио P, R Люрманн, Branlant C (апрель 2002). «Прямое исследование структуры РНК и взаимодействий РНК-белок в очищенных клетках HeLa и дрожжевых сплайсосомных частицах три-мяРНП U4 / U6.U5». J. Mol. Биол . 317 (5): 631–49. DOI : 10.1006 / jmbi.2002.5451 . PMID 11955014 . 
  17. ↑ Li L, Otake LR, Xu Y, Michaeli S (январь 2000 г.). «Транс-сплайсосомальная РНК U4 из моногенетической трипаносоматидной Leptomonas collosoma. Клонирование и идентификация транскрибированного trna-подобного элемента, который контролирует его экспрессию» . J. Biol. Chem . 275 (4): 2259–64. DOI : 10.1074 / jbc.275.4.2259 . PMID 10644672 . 
  18. ^ Искуэрдо JM, Валькарсель J (июль 2006). «Простой принцип, объясняющий эволюцию сплайсинга пре-мРНК» . Genes Dev . 20 (13): 1679–84. DOI : 10,1101 / gad.1449106 . PMID 16818600 . 
  19. ^ Boon KL, Norman CM, Грейнджер RJ, Newman AJ, Beggs JD (февраль 2006). «Рассечение Prp8p выявляет доменную структуру и сайты взаимодействия с белками» . РНК . 12 (2): 198–205. DOI : 10,1261 / rna.2281306 . PMC 1370899 . PMID 16373487 .  
  20. ^ Blencowe BJ, Спрот BS, Ryder U, Барабино S, Lamond AI (ноябрь 1989). «Антисмысловое зондирование человеческого U4 / U6 snRNP с биотинилированными олигонуклеотидами 2'-OMe РНК». Cell . 59 (3): 531–9. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (89) 90036-6 . PMID 2478298 . S2CID 45969803 .  
  21. ^ a b Raghunathan PL, Guthrie C (февраль 1998 г.). «Фактор рециклинга сплайсосом, который повторно отжигает U4 и U6-маленькие ядерные рибонуклеопротеиновые частицы». Наука . 279 (5352): 857–60. Bibcode : 1998Sci ... 279..857R . DOI : 10.1126 / science.279.5352.857 . PMID 9452384 . 
  22. ^ Fortner DM, Трой RG, Brow DA (январь 1994). «Ствол / петля в РНК U6 определяет конформационный переключатель, необходимый для сплайсинга пре-мРНК» . Genes Dev . 8 (2): 221–33. DOI : 10,1101 / gad.8.2.221 . PMID 8299941 . 
  23. ^ Jandrositz A, C Гатри (февраль 1995). «Доказательства для сайта связывания Prp24 в мяРНК U6 и в предполагаемом промежуточном продукте при отжиге мяРНК U6 и U4» . EMBO J . 14 (4): 820–32. DOI : 10.1002 / j.1460-2075.1995.tb07060.x . PMC 398149 . PMID 7882985 .  
  24. ^ Ghetti А, Компания М, Абельсон J (апрель 1995). «Специфичность связывания Prp24 с РНК: роль Prp24 в динамическом взаимодействии мяРНК U4 и U6» . РНК . 1 (2): 132–45. PMC 1369067 . PMID 7585243 .  
  25. ^ Urlaub Н, Грабли В.А., Костко S, Люрманн R (январь 2001). «Sm белок-Sm сайт РНК взаимодействия внутри внутреннего кольца сплайсосомной основной структуры snRNP» . EMBO J . 20 (1-2): 187–96. DOI : 10.1093 / emboj / 20.1.187 . PMC 140196 . PMID 11226169 .  
  26. ^ 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 .  
  27. ^ Nottrott S, Urlaub H, Люрманн R (октябрь 2002). «Иерархические кластерные взаимодействия белков с мяРНК U4 / U6: биохимическая роль белков U4 / U6» . EMBO J . 21 (20): 5527–38. DOI : 10,1093 / emboj / cdf544 . PMC 129076 . PMID 12374753 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Цвиб, С. (1997). «База данных уРНК» . Nucleic Acids Res . 25 (1): 102–103. DOI : 10.1093 / NAR / 25.1.102 . PMC  146409 . PMID  9016512 .
  • Thomas, J; Утечка; Zucker-Aprison E; Блюменталь Т (1990). «Сплайсосомные мяРНК Caenorhabditis elegans» . Nucleic Acids Res . 18 (9): 2633–2642. DOI : 10.1093 / NAR / 18.9.2633 . PMC  330746 . PMID  2339054 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Страница для сплайсосомной РНК U4 в Rfam