Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Y РНК
RF00019.jpg
Прогнозируемая вторичная структура и сохранение последовательности Y_RNA
Идентификаторы
Условное обозначениеY_RNA
Альт. СимволыY1; Y3; Y4; Y5
РфамRF00019
Прочие данные
Тип РНКГен
Домен (ы)Эукариоты
ТАКТАК: 0000405
Структуры PDBPDBe

Y-РНК - это небольшие некодирующие РНК . Они являются компонентами рибонуклеопротеиновой частицы Ro60 [1], которая является мишенью для аутоиммунных антител у пациентов с системной красной волчанкой . [2] Также сообщается, что они необходимы для репликации ДНК через взаимодействия с хроматином и инициирующими белками . [3] [4] Однако эмбриональные стволовые клетки мыши, лишенные Y-РНК, жизнеспособны и имеют нормальные клеточные циклы. [5]

Структура [ править ]

Предполагается, что эти малые РНК сворачиваются в консервативный стержень, образованный 3'- и 5'- концами РНК и характеризующийся одним выпуклым цитозином , которые являются известными требованиями для связывания Ro. [6] [7] [8]

Функция [ править ]

В литературе описаны две функции Y-РНК: как репрессор Ro60 и как фактор инициации репликации ДНК . Мутантные Y-РНК человека, лишенные консервативного сайта связывания для белка Ro60, по-прежнему поддерживают репликацию ДНК, [3] указывая на то, что связывание с белком Ro и стимулирование репликации ДНК являются двумя отдельными функциями Y-РНК. Хотя производные от Y-РНК малые РНК подобны по размеру микроРНК, было показано, что эти фрагменты Y-РНК не участвуют в пути микроРНК. [9]

Аутоантиген Ро белка (белый) связывает конец двухцепочечной РНК Y (красный) и одноцепочечной РНК (синий). ( PDB : 1YVP ). [6]

Подавление Ro60 [ править ]

В свободном состоянии Ro связывается с множеством неправильно свернутых РНК, включая неправильно свернутые 5S рРНК, и считается, что он действует как своего рода механизм контроля качества. [10] Кристаллические структуры Ro в комплексе либо с Y-РНК, либо с другой РНК показали, что Ro связывает одноцепочечные 3'- концы РНК относительно неспецифично, тогда как Y-РНК связывается специфически на втором сайте, который регулирует доступ других РНК. [6] У Deinococcus свободный Ro также участвует в созревании 23S рРНК . [11] В Deinococcus , мутанты , лишенные Y РНК являются жизнеспособными, и Y РНК нестабильны исключением случаев , когда в комплексе с Ro. [11]

Инициирование репликации ДНК [ править ]

Y-РНК человека функционально необходимы для репликации ДНК . [3] Эксперименты по биохимическому фракционированию и восстановлению установили функциональную потребность в Y-РНК человека для репликации хромосомной ДНК в изолированных ядрах клеток позвоночных in vitro [3], а специфическая деградация Y-РНК человека подавляет репликацию ДНК in vitro и в интактных клетках in vivo. . [3] Считается, что функция Y-РНК опосредуется посредством взаимодействий с хроматином и инициирующими белками (включая комплекс распознавания происхождения ) [4]

В патологии человека [ править ]

Y-РНК сверхэкспрессируются в некоторых опухолях человека и необходимы для пролиферации клеток [12], а небольшие продукты распада размером с микроРНК могут участвовать в аутоиммунных и других патологических состояниях. [13] Недавняя работа продемонстрировала, что Y-РНК модифицируются на своем 3'-конце неканонической поли (A) полимеразой PAPD5, а короткий олиго (A) хвост, добавленный PAPD5, является маркером для процессинга 3'-конца с помощью рибонуклеазой PARN / EXOSC10 или для расщепления экзонуклеазой DIS3L. [14] Поскольку дефицит PARN вызывает тяжелую форму заболевания костного мозга, врожденный дискератоз, а также фиброз легких, [15] [16] возможно, что дефекты процессинга Y РНК вносят вклад в тяжелую патологию, наблюдаемую у этих пациентов.

Распространение видов [ править ]

Предполагаемые гомологи Y-РНК и Ro-белка были обнаружены у эукариот и бактерий . [7] [17]

Люди [ править ]

У людей, по-видимому, есть четыре Y-РНК, названные hY1, hY3, hY4 и hY5 [17], а также большое количество псевдогенов .

C. elegans [ править ]

Caenorhabditis elegans имеет одну, названную CeY РНК, и большое количество sbRNA, которые, как предполагается, также являются гомологами Y РНК. [18] [19]

D. Radiodurans [ править ]

Радиационно-стойкая бактерия Deinococcus radiodurans кодирует гомолог Ro, называемый rsr («Ro sixty related»), и по меньшей мере четыре малых РНК накапливаются в Deinococcus в условиях, когда экспрессия rsr индуцируется ( УФ- облучение); одна из этих РНК, по-видимому, является гомологом Y-РНК. [20] В Deinococcus radiodurans Rsr через Y-РНК связывается с экзорибонуклеазой PNPase и направляет одноцепочечную РНК в полость PNPase. Rsr и Y РНК усиливают деградацию структурированных РНК под действием PNPase. Эта роль может быть сохранена, поскольку Rsr и ncRNAs, называемые YrlA и YrlB (Y-РНК-подобные), также связаны с PNPase в эволюционно удаленной бактерии Salmonella Typhimurium . [21]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Hall AE, Тернбулл C, Dalmay T (апрель 2013). «Y РНК: последние разработки». Биомолекулярные концепции . 4 (2): 103–110. DOI : 10.1515 / Bmc-2012-0050 . PMID  25436569 . S2CID  12575326 .
  2. ↑ Lerner MR, Boyle JA, Hardin JA, Steitz JA (январь 1981). «Два новых класса малых рибонуклеопротеидов, обнаруживаемые антителами, связанными с красной волчанкой». Наука . 211 (4480): 400–402. Bibcode : 1981Sci ... 211..400L . DOI : 10.1126 / science.6164096 . PMID 6164096 . 
  3. ^ a b c d e Christov CP, Gardiner TJ, Szüts D, Krude T (сентябрь 2006 г.). «Функциональная потребность в некодирующих Y РНК для репликации хромосомной ДНК человека» . Молекулярная и клеточная биология . 26 (18): 6993–7004. DOI : 10.1128 / MCB.01060-06 . PMC 1592862 . PMID 16943439 .  
  4. ^ а б Чжан А.Т., Лэнгли А.Р., Христов С.П., Хейр Э., Шафи Т., Гардинер Т.Дж., Круде Т. (июнь 2011 г.). «Динамическое взаимодействие Y РНК с хроматином и белками инициации во время репликации ДНК человека» . Журнал клеточной науки . 124 (Pt 12): 2058–2069. DOI : 10,1242 / jcs.086561 . PMC 3104036 . PMID 21610089 .  
  5. ^ Ленг Y, Sim S, Magidson V, Wolin SL (июль 2020 г.). «Некодирующие Y-РНК регулируют уровни, субклеточное распределение и белковые взаимодействия своего партнера по аутоантигену Ro60» . Исследования нуклеиновых кислот . 48 (12): 6919–6930. DOI : 10.1093 / NAR / gkaa414 . PMC 7337961 . PMID 32469055 .  
  6. ^ a b c Stein AJ, Fuchs G, Fu C, Wolin SL, Reinisch KM (май 2005 г.). «Структурное понимание контроля качества РНК: аутоантиген Ro связывает неправильно свернутые РНК через свою центральную полость» . Cell . 121 (4): 529–539. DOI : 10.1016 / j.cell.2005.03.009 . PMC 1769319 . PMID 15907467 .  
  7. ^ a b Teunissen SW, Kruithof MJ, Farris AD, Harley JB, Venrooij WJ, Pruijn GJ (январь 2000 г.). «Консервативные свойства Y-РНК: сравнение экспериментально полученных вторичных структур» . Исследования нуклеиновых кислот . 28 (2): 610–619. DOI : 10.1093 / NAR / 28.2.610 . PMC 102524 . PMID 10606662 .  
  8. ↑ Green CD, Long KS, Shi H, Wolin SL (июль 1998 г.). «Связывание аутоантигена Ro размером 60 кДа с Y РНК: свидетельство распознавания в большой бороздке консервативной спирали» . РНК . 4 (7): 750–765. DOI : 10.1017 / S1355838298971667 . PMC 1369656 . PMID 9671049 .  
  9. ^ Nicolas FE, Hall AE, Csorba T, Тернбулл C, Dalmay T (апрель 2012). «Биогенез малых РНК, полученных из Y-РНК, не зависит от пути микроРНК» . Письма FEBS . 586 (8): 1226–1230. DOI : 10.1016 / j.febslet.2012.03.026 . PMID 22575660 . S2CID 7805517 .  
  10. ^ Reinisch KM, Волин SL (апрель 2007). «Новые темы в контроле качества некодирующих РНК». Текущее мнение в структурной биологии . 17 (2): 209–214. DOI : 10.1016 / j.sbi.2007.03.012 . PMID 17395456 . 
  11. ^ a b Чен X, Вуртманн Э.Дж., Ван Батавиа Дж., Зыбаилов Б., Вашберн М.П., ​​Волин С.Л. (июнь 2007 г.). «Ортолог аутоантигена Ro действует в созревании 23S рРНК у D. radiodurans» . Гены и развитие . 21 (11): 1328–1339. DOI : 10,1101 / gad.1548207 . PMC 1877746 . PMID 17510283 .  
  12. ^ Christov CP, Trivier E, Krude T (март 2008). «Некодирующие человеческие Y-РНК сверхэкспрессируются в опухолях и необходимы для пролиферации клеток» . Британский журнал рака . 98 (5): 981–988. DOI : 10.1038 / sj.bjc.6604254 . PMC 2266855 . PMID 18283318 .  
  13. ^ Verhagen А.П., Pruijn GJ (сентябрь 2011). «Скрывают ли ассоциированные с Ro RNP Y-РНК микроРНК? Происходящие из Y-РНК миРНК могут быть вовлечены в аутоиммунитет». BioEssays . 33 (9): 674–682. DOI : 10.1002 / bies.201100048 . PMID 21735459 . S2CID 26501077 .  
  14. ↑ Shukla S, Parker R (октябрь 2017 г.). «PARN модулирует стабильность Y-РНК и образование ее 3'-конца» . Молекулярная и клеточная биология . 37 (20). DOI : 10.1128 / MCB.00264-17 . PMC 5615183 . PMID 28760775 .  
  15. ↑ Стюарт Б.Д., Чой Дж., Заиди С., Син Си, Холохан Б., Чен Р., Чой М., Дхарвадкар П., Торрес Ф, Джирод К.Э., Вайслер Дж., Фицджеральд Дж., Кершоу С., Клесни-Тейт Дж., Магето Ю., Шей Дж. У. , Джи В., Билгувар К., Мане С., Лифтон Р.П., Гарсия К.К. (май 2015 г.). «Секвенирование экзома связывает мутации в PARN и RTEL1 с семейным фиброзом легких и укорочением теломер» . Генетика природы . 47 (5): 512–517. DOI : 10.1038 / ng.3278 . PMC 4414891 . PMID 25848748 .  
  16. ^ Tummala H, Walne A, Collopy L, Cardoso S, de la Fuente J, Lawson S, Powell J, Cooper N, Foster A, Mohammed S, Plagnol V, Vulliamy T, Dokal I (май 2015 г.). «Дефицит поли (A) -специфической рибонуклеазы влияет на биологию теломер и вызывает врожденный дискератоз» . Журнал клинических исследований . 125 (5): 2151–2160. DOI : 10.1172 / JCI78963 . PMC 4463202 . PMID 25893599 .  
  17. ^ a b Perreault J, Perreault JP, Boire G (август 2007 г.). «Ro-ассоциированные Y РНК у многоклеточных животных: эволюция и диверсификация» . Молекулярная биология и эволюция . 24 (8): 1678–1689. DOI : 10.1093 / molbev / msm084 . PMID 17470436 . 
  18. ↑ Van Horn DJ, Eisenberg D, O'Brien CA, Wolin SL (май 1995). «Эмбрионы Caenorhabditis elegans содержат только один основной вид Ro RNP» . РНК . 1 (3): 293–303. PMC 1369082 . PMID 7489501 .  
  19. ^ Боря I, Gruber AR, Tanzer A, Бернхарт SH, Лоренц R, Mueller MM, Hofacker IL, Stadler PF (апрель 2010). «Нематод sbRNAs: гомологи Y РНК позвоночных». Журнал молекулярной эволюции . 70 (4): 346–358. Bibcode : 2010JMolE..70..346B . DOI : 10.1007 / s00239-010-9332-4 . PMID 20349053 . S2CID 876486 .  
  20. ↑ Chen X, Quinn AM, Wolin SL (апрель 2000 г.). «Ro рибонуклеопротеины способствуют устойчивости Deinococcus radiodurans к ультрафиолетовому облучению» . Гены и развитие . 14 (7): 777–782. doi : 10.1101 / gad.14.7.777 (неактивный 2021-01-10). PMC 316496 . PMID 10766734 .  CS1 maint: DOI inactive as of January 2021 (link)
  21. Перейти ↑ Chen X, Taylor DW, Fowler CC, Galan JE, Wang HW, Wolin SL (март 2013 г.). «Машина деградации РНК, созданная аутоантигеном Ro и некодирующей РНК» . Cell . 153 (1): 166–177. DOI : 10.1016 / j.cell.2013.02.037 . PMC 3646564 . PMID 23540697 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Страница для Y РНК в Rfam