Ugrás a tartalomhoz

Kis magi RNS

Ellenőrzött
A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A kis magi RNS (snRNS) kis RNS-ek osztálya, melyek a sejtmag splicingfoltjaiban és Cajal-testeiben vannak eukariótákban. Átlagos hosszuk 150 nt. Az RNS-polimeráz II vagy az RNS-polimeráz III írja át őket.[1] Elsődleges funkciójuk a pre-mRNS (hnRNS) magi feldolgozása, továbbá a transzkripciós faktorok (7SK RNS) vagy az RNS-polimeráz II (B2 RNS) szabályzását segíti, és fenntartja a telomereket.

Mindig bizonyos fehérjékhez kapcsolódnak, ezek a kis magi ribonukleoproteinek (snRNP). Ezek egy snRNS-komponensből és több snRNP-specifikus fehérjéből (például a magi Sm fehérjékből) áll. E komplexek leggyakoribb tagjai az U1, U2, U4, U5 és U6 spliceoszomális RNS. Ezek nevüket magas uridintartalmukról kapják.

Az snRNS-eket véletlenül fedezték fel gél-elektroforézis során 1966-ban.[2] Egy különleges RNS-típust találtak a gélben és vizsgáltak. Későbbi elemzések kimutatták, hogy uridiláttartalmuk magas, és a magból erednek.

Az snRNS-ek és a kis sejtmagvacska-RNS-ek (snoRNS) nem azonosak, és egyikük se a másik altípusa. A kis RNS-ek eltérő csoportjai. Fontosak az RNS-szintézisben és a riboszomális RNS-ek (rRNS) és más RNS-ek génjeit szabályozzák. A nukleóluszban és a Cajal-testekben (az RNS-szintézis fő helyei) vannak, ez utóbbiak a kis Cajal-test-specifikus RNS-ek (scaRNS).

Besorolás

[szerkesztés]

Az snRNS-eket gyakran két csoportra bontják közös szekvenciajellemzőik és kapcsolódó fehérjéik alapján, például az RNS-kötő LSm-fehérjékben.[3]

Az első, leginkább tanulmányozott osztály az Sm-osztályú snRNS-eké, az U1, U2, U4, U4atac, U5, U7, U11 és U12 RNS-ekből áll. Tagjait az RNS-polimeráz II transzkribálja. A pre-snRNS-ek transzkripciója után 7-metilguanozin 5′-sapkát kapnak a sejtmagban, majd a sejtmagpórusok révén a sejtplazmába kerülnek további processzióra. Itt a 3′-vég rövidül 3′-tőkört alkotva, majd az 5′-sapka hipermetilációja történik trimetilguanozint adva.[4] A tőszerkezet szükséges a survival of motor neuron (SMN) általi felismeréshez.[5] Ez a snRNS-t stabil ribonukleoproteinekké állítja össze. A módosult 5′-sapka ezután az snRNP sejtmagba helyezéséhez kell. Az U-gazdag snRNS-ek az U7 kivételével a spliceoszóma magját alkotják. A splicing, vagyis az introneltávolítás a poszttranszkripciós módosítás fontos része, és csak eukarióták sejtmagjában történik. Az U7 snRNS a hiszton-pre-mRNS-feldolgozásban fontos.

A második osztályt, az Lsm-osztályú snRNS-eket az U6 és U6atac minor spliceoszomális RNS alkotják. Ezeket az RNS-polimeráz III írja át, és sose hagyják el a sejtmagot. Az Lsm-osztályú snRNS-ek 5′-γ-monometilfoszfát sapkát[6] és 3′-tőkört tartalmaznak, mely uridinszakaszban ér véget, mely egy másik heteroheptamer Lsm-fehérje kötőhelyét alkotja.[7]

A spliceoszómában

[szerkesztés]
Major és minor splicingmechanizmusok eltérése

A spliceoszómák az RNS-splicingot katalizálják, mely az eukarióta pre-mRNS érésében fontos. Egynukleotidos splicinghiba is halálos lehet a sejtnek, így egy megbízható ismétlődő RNS-feldolgozó módszernek kell biztosítani a sejt túlélését. A spliceoszóma az U1, U2, U4, U5 és U6 kis magi RNS-ek és több mint 150 fehérje alkotta fehérje-RNS komplex. A snRNS-ek a fehérjékkel együtt a pre-mRNS szubsztrát bizonyos szekvenciáihoz kötő ribonukleoprotein-komplexeket (snRNP) alkotnak.[8] E folyamat két egymást követő transzészterifikációs reakciót eredményez. Ezek egy szabad lariátintront hoz létre és két exont kapcsol össze érett mRNS-t létrehozva. A spliceoszómákat 2 osztályba sorolják. Az eukarióta sejtekben gyakoribb major osztály általában U2-típusú intronokat bont. A splicing első lépése az U1 snRNP és megfelelő fehérjéik 5′-splicingvégének hnRNS-hez való kötése. Ez létrehozza a commitmentkomplexet, mely a hnRNS-t a splicingútra viszi.[9] Ezután az U2 a spliceoszóma-kötőhelyre kerülve a komplex A-t, az U5.U4/U6 tri-snRNP-komplex az ehhez kötő komplex B-t hozza létre. Átrendezés után létrejön a komplex C, és a spliceoszóma katalitikusan aktív.[10] Az aktív spliceoszómában az U2 és U6 állandósult szerkezetet, a katalitikus triplexet hozzák létre.[11] E szerkezet 2 magnéziumiont koordinál, létrehozva a spliceoszóma aktív helyét.[12][13] Ez a RNS-katalízis példája.

E fő spliceoszóma-komplex mellett egy sokkal ritkább (≈1%) minor spliceoszóma. Ez az U11, U12, U6atac és U5 snRNP-kből áll. Ezek a major spliceoszóma snRNP-inek funkciós analógjai. A minor spliceoszóma U12-típusú intronokat vág el. A két introntípus fő különbsége a splicinghelyben van: az U2-típusúak 5′- és 3′-splicinghelyei GT–AG, az U12-típusúaké AT-AC az 5′- és 3′-végeknél. A minor spliceoszóma a major spliceoszómától eltérő úton működik.

U1 snRNS

[szerkesztés]
Az U1 snRNS feltételezett másodlagos szerkezete szekvenciaállandósággal

Az U1 snRNP a spliceoszómaaktivitás elindítója a pre-mRNS 5′-splicinghellyel való párosodással. A major spliceoszómában az U1 snRNP az U2, U4, U5 és U6 snRNP-kkel egyenlő mennyiségben van, de a humán sejtekben teljes mennyisége a többiénél sokkal nagyobb.[14] HeLa-sejtek U1 snRNS-génknockdownjával kimutatták, hogy az U1 snRNS fontos a sejtműködéshez. Az U1 snRNS-gének knockdownja növeli az átalakítatlan pre-mRNS mennyiségét.[15] Ezenkívül a knockdown idő előtti bomlást és poliadenilációt okozott, különösen a transzkriptum elején lévő intronokban. Más uridinalapú snRNS-ek knockdownja nem okoz azonos hatást, vagyis az U1 snRNS–mRNS bázispárosodás védi a pre-mRNS-t a poliadenilációtól és az idő előtti bomlástól, ami magyarázhatja az U1 snRNS jelentős többletét a sejtben

snRNP-k és humán betegségek

[szerkesztés]

A kis magi és kis sejtmagvacska-RNP-k (snoRNP) tanulmányozása több fontos betegség megértését lehetővé tette.

  • Spinális izomatrófia: Az SMN1 gén mutációi a spinális motoros neuronok degenerációját és súlyos izomatrófiát okoznak. Az SMN teszi össze az Sm-osztályú snRNP-ket és valószínűleg más snoRNP-ket és más RNP-ket is.[16] Az SMA legfeljebb 6000-ből 1 embert érint, és a 2. leggyakoribb neuromuszkuláris betegség a Duchenne-izomdisztrófia után.[17]
  • Dyskeratosis congenita: Az összeálló snRNP-k mutációi okozhatják feltehetően a bőr, a körmök és a nyálkahártya abnormális változásaival járó dyskeratosis congenitát. Ennek végső tünete például a csontvelő-elégtelenség és a rák. Több gén, például a diszkerin, a telomeráz-RNS és a telomeráz-reverztranszkriptáz mutációi okozhatják.[18]
  • Prader–Willi-szindróma: E szindróma akár 12 000-ből 1 embert is érinthet, extrém éhséget, kognitív és viselkedési problémákat, rossz izomtónust és alacsony testmagasságot mutat.[19] Ez az apai 15. kromoszóma az anyai kromoszómán nem expresszált, egy, az 5-HT2C-receptor mRNS-ét érintő agyspecifikus snRNS-t tartalmazó részének deléciójával függ össze.
  • Medulloblastoma: Az U1 snRNS ezen agytumorok egy részében mutáns, megváltozott splicingot okozva.[20] E mutációk elsősorban felnőtt tumorokban vannak jelen, és a rossz prognózissal is összefüggnek.

Poszttranszkripciós módosulás

[szerkesztés]

Az snRNS-ek sok 2′-O-metilációt és pszeudouridilációt tartalmaznak.[21] Ezek összefüggnek az snoRNS-aktivitással, melyek a részben érett rRNS-eket módosítják, de más sejtbeli RNS-eket, például snRNS-eket is céloznak. Végül az oligoadeniláció meghatározhatja az általában nem poliadenilált snRNS-ek sorsát, így bomlásukat indukálhatja.[22] E snRNS-mennyiséget szabályzó mechanizmus az alternatív RNS-splicing széles körű változásával is összefügg.

Jegyzetek

[szerkesztés]
  1. ↑ Henry RW, Mittal V, Ma B, Kobayashi R, Hernandez N (1998). „SNAP19 mediates the assembly of a functional core promoter complex (SNAPc) shared by RNA polymerases II and III”. Genes & Development 12 (17), 2664–2672. o. DOI:10.1101/gad.12.17.2664. PMID 9732265. PMC 317148. 
  2. ↑ Hadjiolov AA, Venkov PV, Tsanev RG (1966. november 1.). „Ribonucleic acids fractionation by density-gradient centrifugation and by agar gel electrophoresis: a comparison”. Analytical Biochemistry 17 (2), 263–267. o. DOI:10.1016/0003-2697(66)90204-1. PMID 5339429. 
  3. ↑ Matera AG, Terns RM, Terns MP (2007. március 1.). „Non-coding RNAs: lessons from the small nuclear and small nucleolar RNAs”. Nature Reviews. Molecular Cell Biology 8 (3), 209–220. o. DOI:10.1038/nrm2124. PMID 17318225. 
  4. ↑ Hamm J, Darzynkiewicz E, Tahara SM, Mattaj IW (1990. augusztus 1.). „The trimethylguanosine cap structure of U1 snRNA is a component of a bipartite nuclear targeting signal”. Cell 62 (3), 569–577. o. DOI:10.1016/0092-8674(90)90021-6. PMID 2143105. 
  5. ↑ Selenko P, Sprangers R, Stier G, Bühler D, Fischer U, Sattler M (2001. január 1.). „SMN tudor domain structure and its interaction with the Sm proteins”. Nature Structural Biology 8 (1), 27–31. o. DOI:10.1038/83014. PMID 11135666. 
  6. ↑ Singh R, Reddy R (1989. november 1.). „Gamma-monomethyl phosphate: a cap structure in spliceosomal U6 small nuclear RNA”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 86 (21), 8280–8283. o. DOI:10.1073/pnas.86.21.8280. PMID 2813391. PMC 298264. 
  7. ↑ Kiss T (2004. december 1.). „Biogenesis of small nuclear RNPs”. Journal of Cell Science 117 (Pt 25), 5949–5951. o. DOI:10.1242/jcs.01487. PMID 15564372. 
  8. ↑ Will CL, Lührmann R (2011. július 1.). „Spliceosome structure and function”. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 3 (7), a003707. o. DOI:10.1101/cshperspect.a003707. PMID 21441581. PMC 3119917. 
  9. ↑ Legrain P, Seraphin B, Rosbash M (1988. szeptember 1.). „Early commitment of yeast pre-mRNA to the spliceosome pathway”. Molecular and Cellular Biology 8 (9), 3755–3760. o. DOI:10.1128/MCB.8.9.3755. PMID 3065622. PMC 365433. 
  10. ↑ Burge CB, Tuschl T, Sharp PA. Splicing of Precursors to mRNAs by the Spliceosomes, The RNA World, 2nd, CSH Monographs, 525–560. o. (1999). Hozzáférés ideje: 2017. április 13. 
  11. ↑ Fica SM, Mefford MA, Piccirilli JA, Staley JP (2014. május 1.). „Evidence for a group II intron-like catalytic triplex in the spliceosome”. Nature Structural & Molecular Biology 21 (5), 464–471. o. DOI:10.1038/nsmb.2815. PMID 24747940. PMC 4257784. 
  12. ↑ Fica SM, Tuttle N, Novak T, Li NS, Lu J, Koodathingal P, Dai Q, Staley JP, Piccirilli JA (2013. november 1.). „RNA catalyses nuclear pre-mRNA splicing”. Nature 503 (7475), 229–234. o. DOI:10.1038/nature12734. PMID 24196718. PMC 4666680. 
  13. ↑ Steitz TA, Steitz JA (1993. július 1.). „A general two-metal-ion mechanism for catalytic RNA”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 90 (14), 6498–6502. o. DOI:10.1073/pnas.90.14.6498. PMID 8341661. PMC 46959. 
  14. ↑ Baserga SJ, Steitz JA. The Diverse World of Small Ribonucleoproteins, The RNA World, CSH Monographs, 359–381. o. (1993). Hozzáférés ideje: 2017. április 13. 
  15. ↑ Kaida D, Berg MG, Younis I, Kasim M, Singh LN, Wan L, Dreyfuss G (2010. december 1.). „U1 snRNP protects pre-mRNAs from premature cleavage and polyadenylation”. Nature 468 (7324), 664–668. o. DOI:10.1038/nature09479. PMID 20881964. PMC 2996489. 
  16. ↑ Matera AG, Shpargel KB (2006. június 1.). „Pumping RNA: nuclear bodybuilding along the RNP pipeline”. Current Opinion in Cell Biology 18 (3), 317–324. o. DOI:10.1016/j.ceb.2006.03.005. PMID 16632338. 
  17. ↑ Sarnat HB.szerk.: Kliegman RM, Behrman RE, Jenson HB, Stanton BF: Spinal muscular atrophies, Nelson Textbook of Pediatrics, 19th, Philadelphia, PA: Elsevier, 604.2. o. (2011) 
  18. ↑ Wattendorf DJ, Muenke M (2005. szeptember 1.). „Prader-Willi syndrome”. American Family Physician 72 (5), 827–830. o. PMID 16156341. 
  19. ↑ Cooke DW, Divall SA, Radovick S.szerk.: Melmed S: Normal and aberrant growth, Williams Textbook of Endocrinology, 12th, Philadelphia: Saunders Elsevier (2011) 
  20. ↑ Suzuki H, Kumar SA, Shuai S, Diaz-Navarro A, Gutierrez-Fernandez A, De Antonellis P, Cavalli FM, Juraschka K, Farooq H, Shibahara I, Vladoiu MC (2019. november 1.). „Recurrent noncoding U1 snRNA mutations drive cryptic splicing in SHH medulloblastoma” (angol nyelven). Nature 574 (7780), 707–711. o. DOI:10.1038/s41586-019-1650-0. ISSN 1476-4687. PMID 31664194. PMC 7141958. 
  21. ↑ Adachi H, Yu YT (2014. november 1.). „Insight into the mechanisms and functions of spliceosomal snRNA pseudouridylation”. World Journal of Biological Chemistry 5 (4), 398–408. o. DOI:10.4331/wjbc.v5.i4.398. PMID 25426264. PMC 4243145. 
  22. ↑ Kargapolova Y, Levin M, Lackner K, Danckwardt S (2017. június 1.). „sCLIP-an integrated platform to study RNA-protein interactomes in biomedical research: identification of CSTF2tau in alternative processing of small nuclear RNAs”. Nucleic Acids Research 45 (10), 6074–6086. o. DOI:10.1093/nar/gkx152. PMID 28334977. PMC 5449641. 

Fordítás

[szerkesztés]

Ez a szócikk részben vagy egészben a Small nuclear RNA című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

További információk

[szerkesztés]
 Az itt található információk kizárólag tájékoztató jellegűek, nem minősülnek orvosi szakvéleménynek, nem pótolják az orvosi kivizsgálást és kezelést.
A cikk tartalmát a Wikipédia önkéntes szerkesztői alakítják ki, és bármikor módosulhat.
A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Kis_magi_RNS&oldid=27077701”