Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях см. UTR .
Сравните некодирующую РНК .
Поток генетической информации внутри клетки. Первоначально ДНК транскрибируется в молекулу информационной РНК (мРНК). Затем мРНК транслируется в белок . (См. Центральную догму молекулярной биологии .)
Структура мРНК, приблизительно в масштабе мРНК человека

В молекулярной генетики , нетранслируемой области (или UTR ) относится к одной из двух секций, по одной на каждой стороне последовательности , кодирующей по цепи мРНК . Если он находится на стороне 5 ' , он называется 5' UTR (или лидерной последовательностью ), или, если он находится на стороне 3 ', он называется 3' UTR (или завершающей последовательностью ). мРНК - это РНК, которая несет информацию от ДНК к рибосоме , месту синтеза ( трансляции ) белка внутри клетки. МРНК первоначально транскрибируетсяиз соответствующей последовательности ДНК и затем транслируется в белок. Однако некоторые участки мРНК обычно не транслируются в белок, включая 5 'и 3' UTR.

Хотя они называются нетранслируемыми областями и не образуют белок-кодирующую область гена, uORF, расположенные в 5'-UTR, могут транслироваться в пептиды . [1]

5 'UTR находится в восходящем направлении от кодирующей последовательности. В 5 'UTR находится последовательность, которая распознается рибосомой, которая позволяет рибосоме связываться и инициировать трансляцию. Механизм инициации трансляции различается у прокариот и эукариот . 3 'UTR находится сразу после кодона остановки трансляции. 3 'UTR играет критическую роль в терминации трансляции, а также в посттранскрипционной модификации . [2]

Эти часто длинные последовательности когда-то считались бесполезной или мусорной мРНК, которая просто накапливалась за время эволюции. Однако теперь известно, что нетранслируемая область мРНК участвует во многих регуляторных аспектах экспрессии генов у эукариотических организмов. Важность этих некодирующих областей подтверждается эволюционными рассуждениями, поскольку в противном случае естественный отбор устранил бы эту непригодную для использования РНК.

Важно отличать 5 'и 3' UTR от других РНК, не кодирующих белок . В кодирующей последовательности пре-мРНК могут быть обнаружены участки РНК, которые не будут включены в белковый продукт. Эти участки РНК называются интронами . РНК, образующаяся в результате сплайсинга РНК, представляет собой последовательность экзонов . Причина, по которой интроны не считаются нетранслируемыми областями, заключается в том, что интроны сплайсируются в процессе сплайсинга РНК . Интроны не входят в состав зрелой молекулы мРНК , которая будет подвергаться трансляции, и, таким образом, считаются РНК, не кодирующей белок.

История [ править ]

Нетранслируемые участки мРНК стали предметом изучения еще в конце 1970-х годов, после того, как первая молекула мРНК была полностью секвенирована. В 1978 г. была полностью секвенирована 5 'UTR мРНК гамма-глобина человека . [3] В 1980 году было проведено исследование 3 'НТО дублированных генов альфа-глобина человека. [4]

Эволюция [ править ]

Нетранслируемая область наблюдается у прокариот и эукариот, хотя длина и состав могут варьироваться. У прокариот длина 5 'UTR обычно составляет от 3 до 10 нуклеотидов. У эукариот длина 5'-НТО может составлять от сотен до тысяч нуклеотидов. Это согласуется с более высокой сложностью геномов эукариот по сравнению с прокариотами. 3 'UTR также различаются по длине. Поли-А хвост имеет важное значение для поддержания мРНК от деградации. Хотя есть различия в длинах как 5 ', так и 3' UTR, было замечено, что длина 5 'UTR более консервативна в эволюции, чем длина 3' UTR. [5]

Прокариоты [ править ]

5'-UTR прокариот состоит из последовательности Шайна-Далгарно (5'-AGGAGGU-3 '). [6] Эта последовательность находится на 3-10 пар оснований выше инициирующего кодона. Кодон инициации является стартовым сайтом трансляции в белок.

Эукариоты [ править ]

5 'UTR у эукариот более сложен, чем у прокариот. Он содержит консенсусную последовательность Козака (ACCAUGG). [7] Эта последовательность содержит кодон инициации. Кодон инициации является стартовым сайтом трансляции в белок.

Ссылки на болезнь [ править ]

Важность этих нетранслируемых участков мРНК только начинает осознаваться. Проводятся различные медицинские исследования, которые выявили связь между мутациями в непереведенных областях и повышенным риском развития определенного заболевания, например рака. Например, были обнаружены ассоциации между полиморфизмами в области 3′UTR HLA-G и развитием колоректального рака . [8] Однонуклеотидный полиморфизм в 3 'UTR другого гена также был связан с предрасположенностью к преждевременным родам . [9] Мутации в 3'-UTR гена APP связаны с развитием церебральной амилоидной ангиопатии . [10]

Дальнейшее изучение [ править ]

Благодаря недавнему исследованию непереведенных регионов собрана общая информация о природе и функциях этих элементов. Однако об этих участках мРНК еще многое неизвестно. Поскольку регуляция экспрессии генов имеет решающее значение для правильного функционирования клеток, это область исследований, которая требует дальнейшего изучения. Важно учитывать, что мутации в 3'-нетранслируемых областях могут изменять экспрессию нескольких генов, которые могут казаться несвязанными. [11] Мы только начинаем понимать связь между надлежащим функционированием нетранслируемой области и болезненным состоянием клеток.

См. Также [ править ]

  • Атлас регуляторной деятельности UTR
  • Кодирующая область
  • Пять основных непереведенных регионов
  • История биологии РНК
  • МиРНК
  • Три основных непереведенных региона
  • Открытые рамки считывания (uORF)

Ссылки [ править ]

  1. ↑ Вилела, Кристина; Маккарти, Джон Э. Г. (1 августа 2003 г.). «Регулирование экспрессии генов грибов с помощью коротких открытых рамок считывания в 5'-нетранслируемой области мРНК» . Молекулярная микробиология . 49 (4): 859–867. DOI : 10.1046 / j.1365-2958.2003.03622.x . ISSN  0950-382X . PMID  12890013 .
  2. ^ Барретт, Люси W; Флетчер, Сью; Уилтон, Стив Д. (2013). Нетранслируемые участки генов и другие некодирующие элементы . Springer. ISBN 978-3-0348-0679-4.
  3. ^ Чанг, JC; Poon, R .; Neumann, KH; Кан, Ю.В. (1978-10-01). «Нуклеотидная последовательность 5'-нетранслируемой области мРНК гамма-глобина человека» . Исследования нуклеиновых кислот . 5 (10): 3515–3522. DOI : 10.1093 / NAR / 5.10.3515 . ISSN 0305-1048 . PMC 342692 . PMID 318162 .   
  4. ^ Майкельсон, AM; Оркин, Ш. (1980-11-01). «3 'нетранслируемые области дублированных генов альфа-глобина человека неожиданно расходятся». Cell . 22 (2 Пет 2): 371–377. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (80) 90347-5 . ISSN 0092-8674 . PMID 7448866 . S2CID 54238986 .   
  5. ^ Линь, Чжэнго; Ли, Вэнь-Сюн (01.01.2012). «Эволюция длины 5'-нетранслируемой области и репрограммирование экспрессии генов у дрожжей» . Молекулярная биология и эволюция . 29 (1): 81–89. DOI : 10.1093 / molbev / msr143 . ISSN 1537-1719 . PMC 3245540 . PMID 21965341 .   
  6. ^ Джин, H; Чжао, Q; Гонсалес; de Valdivia, EI; Арделл, DH; Стенстрём, М; Исакссон, Лос-Анджелес (апрель 2006 г.). «Влияние на экспрессию генов in vivo с помощью последовательности Шайна-Дальгарно» . Молекулярная микробиология . 60 (2): 480–492. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2006.05110.x . PMID 16573696 . 
  7. ^ Накагава, Итак; Ниймура, Ёсихито; Годжобори, Такаши; Танака, Хироши; Миура, Кин-ичиро (01.02.2008). «Разнообразие предпочтительных нуклеотидных последовательностей вокруг кодона инициации трансляции в геномах эукариот» . Исследования нуклеиновых кислот . 36 (3): 861–871. DOI : 10.1093 / NAR / gkm1102 . ISSN 0305-1048 . PMC 2241899 . PMID 18086709 .   
  8. ^ М. Гарзиера, Э. Катамо, С. Кровелла, М. Монтико, Э. Чеккин, С. Лонарди, Э. Мини, С. Нобили, Л. Романато и Г. Тоффоли (2015). «Ассоциация полиморфизмов HLA-G 3′UTR с колоректальным раком в Италии: первое понимание». Международный журнал иммуногенетики . 43 (1): 32–39. DOI : 10.1111 / iji.12243 . PMID 26752414 . CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  9. ^ Чжу, Цинь; Чен, Инь; Дай, Цзяньжун; Ван, Бэнцзин; Лю Миньцзюань; Ван, Юнь; Тао, Цзяньин; Ли, Хун (01.01.2015). «Полиморфизм метилентетрагидрофолатредуктазы в 3'-нетранслируемой области связан с предрасположенностью к преждевременным родам» . Переводческая педиатрия . 4 (1): 57–62. DOI : 10.3978 / j.issn.2224-4336.2015.01.02 . ISSN 2224-4344 . PMC 4729064 . PMID 26835361 .   
  10. ^ Г. Николас, Д. Валлон, К. Гупиль и А.-К. Ричард и К. Поттье, В. Дорваль, М. Саров-Ривьер, Ф. Риан, Д. Эрве, П. Амуйель, М. Герше, Б. Ндамба-Бандзузи, П. Мбелессо и Ж.-Ф. Дартиг и Ж.-К. Ламберт и П.-М. Preux, T. Frebourg, D. Campion, D. Hannequin, E. Tournier-Lasserve, SS Hebert и A. Rovelet-Lecrux (2016). «Мутация в 3'-нетранслируемой области АРР как генетическая детерминанта церебральной амилоидной ангиопатии» . Европейский журнал генетики человека . 24 (1): 92–98. DOI : 10.1038 / ejhg.2015.61 . PMC 4795229 . PMID 25828868 .  CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  11. ^ Чаттерджи, Сангита; Пал, Джаянта К. (01.05.2009). «Роль 5'- и 3'-нетранслируемых областей мРНК в заболеваниях человека» . Биология клетки . 101 (5): 251–262. DOI : 10.1042 / BC20080104 . ISSN 1768-322X . PMID 19275763 . S2CID 22689654 .   

Внешние ссылки [ править ]

  • http://highered.mheducation.com/sites/0072507470/student_view0/chapter3/animation__mrna_synthesis__transcription___quiz_1_.html
  • http://highered.mheducation.com/sites/0072507470/student_view0/chapter3/animation__how_translation_works.html
  • http://utrsite.ba.itb.cnr.it/index.php/default/
  • https://www.youtube.com/watch?v=kz4f7vlQFnM
  • UTResource