РНК – многофункциональный полимер. Ей свойственны функции ДНК и белка •Репликация РНК
реклама
РНК – многофункциональный полимер. Ей свойственны функции ДНК и белка •Репликация РНК •Кодирование белков •Декодирование •Специфические конформации, как у белков •Специфическое молекулярное распознавание для любого типа молекул •Каталитическая функция •Цис- и трансперестройки •Подвергается естественному отбору из-за ошибок репликации Некодирующие РНК рРНК Т-РНК РНК-затравка мяРНК миРНК мякРНК мцРНК Рибозимы микроРНК мякРНК – малые ядрышковые РНК Гены их локализованы в интронах генов рибосомных РНК и белков трансляционного аппарата Главная функция – модификация рРНК Ген-хозяин – его интрон кодирует мяк РНК При процессинге рРНК происходит разрезание, удаление внешних и внутренних спейсеров и высвобождаются 3 зрелых рРНК. Затем идет модификация – превращение и метилирование рибозы по 2’он уридина в псевдоуридин Функции и структура мякРНК довольно консервативны, но их гены удивительно разнообразны по организации •Независимые гены •В интронах др. генов •Кластеры генов , транскрибируемые с общего промотора •Кластеры в интронах др. генов 1. рРНК,2. тРНК, 3. U РНК 1,2,4,5,6,11,12 в сплайсинге преРНК 4. 7SLРНК – каркас в сигнализирующей частице для транспорта белков в ЭПР 5. РНК в составе теломеразы 6. РНК в составе РНК-азы Р отщепляет лидерную послед в тРНК 7. РНК Xist и Tsix в инактивации Ххромосомы 8. РНК для процессинга митох РНК Т.О. Транскрибируется большая Т.О. Транскрибируется большая часть ДНК часть ДНК 30-50% ДНК кодируют нкРНК в 22 30-50% ДНК кодируют нкРНК в 000 локусов ( проект ФАНТОМ) 22 000 локусов ( проект ФАНТОМ) Выяснилось, что число генов для нк РНК больше, чем для белковых генов При этом всего 2% ДНК занимают белковые гены Длинные нкРНК 1. Бывают с поли-А и без 2. обладают низким уровнем транскрипции и регуляторной функцией Две гипотезы относительно функции дл.нкРНК 1)Они результат транскрипционного шума 2)У них важная регуляторная функция Вторая гипотеза находит больше подтверждений: • Сквозная транскрипция - транскрибируется весь геномный домен, содержащий 3 гена α-глобина у кур, и образуется дл. РНК, которая потом деградирует в ядре, • нкРНК может считываться с нити ДНК, противоположной гену белка •В одном локусе могут транскрибироваться обе нити с образованием дуплекса нкРНК У мышей 70% транскрипционных единиц перекрываются с транскриптами противоположной нити ДНК и в 50% это нк РНК Кажется, размер генома позволяет разместить гены отдельно. Видимо есть биологический смысл в «тесноте» Показана регулируюшая роль для SRA РНК она является коактиватором стероидных рецепторов и может кодировать белок Короткие нк РНК •Sno-РНК – малые ядрышковые участвуют в разрезании пре рРНК и ее модификации Почти все закодированы в интронах геновхозяев, кодирующих белки МАЛЫЕ НК РНК, ВОВЛЕЧЕННЫЕ В САЙЛЕНСИНГ ГЕНОВ В 1998 году было показано, что РНК способны подавлять экспрессию генов у позвоночных и беспозвоночных •miРНК – у растений животных и вирусов. Транскрибируются с определенных генов в составе длинных поли-А и кэпированных предшественников. 50% miРНК кодируется интронами генов белков и интронами и экзонами генов нкРНК. Некоторые нах. В 3’НТО белковых генов. В этом случае образование мРНК и miРНК – альтернативные процессы. Некоторые копии псевдогенов и мобильных элементов кодируют miРНК. miРНК вирусов могут участвовать в подавлении своих и клеточных генов. Созревание miРНК В составе при-miРНК имеется шпилька. Это и есть miРНК. Она сначала вырезается эндонуклеазой Дроша в комплексе с белком Паша. После этого вырезанная шпилька переносится в цитоплазму и подвергается действию эндонуклеазы Dicer В результате получается дцРНК длиной 22 п.н. с неспаренными 2 н. на 3-концах. Эта дцРНК входит в комплекс RISC ( RNA-induced silencing complex основа – белки аргонавт)Аргонавт осуществляет разрушение дуплекса дцРНК и miРНК остается в составе RISC и в этом комплексе она взаимодейств c мРНК, а RISC разрезает мРНК в участке, соответствующем 10-11 н. miРНК. Если miРНК не полностью комплементарна мРНК, то она вызывает не деградацию мРНК, а репрессию трансляции Функции miРНК У человека предсказано 1000 miРНК, открыто 300 До 30% генов регулируется miРНК •Дифференцировка •Апоптоз •Эмбриогенез •Злокачественный рост • siРНК (21-25 н)своих генов не имеют. Образуются из дл. Дц РНК, источником которых являются •Вирусы •Искусств ген конструкции •Дл шпильки в составе транскриптов •Двунаправленная транскрипция мобильных элементов Они нарезаются РНК-азой Dicer затем одна нить входит в состав RISC и в этом комплексе направляет разрезание мРНК Функции siРНК •Защита от вирусов •Репрессия трансгенов •Подавление экспрессии мобильных элементов •Сайленсинг ряда генов •формирование центромерного гетерохроматина •Модификация гистонов и метилирование ДНК rasiРНК Они ассоциированы с повторами в геноме Экспрессируются в зародышевой линии клеток, препятствуют встраиванию моб элементов tasiРНК – трансдействующие, они кодируются одними генами, а направляют разрезание РНК других генов piРНК Найдены только в семенниках млекопит и связаны с белками Аргонавт. Первым нуклеотидом на 5 конце является U и он фосфорилирован, а на 3-конце-метильная группа. pasРНК – ассоциированы с промоторами белковых генов Таким образом белковые гены окружены множеством нкРНК Малые РНК – транскрипты SINE элементов Возможно они ингибируют синтез белков при стрессе Функции нк РНК •Регуляция транскрипции генов •Регуляция трансляции мРНК •Регуляция сплайсинга и деградации мРНК •Процессинг и модификация рРНК •Защита от вирусных инфекций •Защита от мутагенной активности моб элементов Получается, что РНК потеснили белки на пьедестале главных молекул РНК-переключатели – В 2002 году открыта регуляция транскрипции у прокариот без участия белков репресоров или активаторов Они транскрибируются первыми с лидерной последовательности ДНК, содержащей палиндромы,но не транслируются. Быстро приобретают структуру со множ шпильками, что препятствует транскрипции оперона Механизм работы РНКпереключателя – к нему подходит как ключ к замку молекула – продукт или субстрат кодируемого этим опероном фермента. Если продукта много, он связывается с переключателем, изменит его конформацию и транскрипция далее не идет Регуляторная роль РНК 1.РНК-переключатели В 2002 г открыта регуляция у прокариот без участия белков репрессоров и активаторов. В ДНК – это участки в транскрибируемой, но нетранслируемой области перед кодирующей частью, содержат палиндромы. Они транскрибируются первыми и сразу приобретают шпилечную структуру. Наличие шпилек препятствует транскрипции и ген выключается Если к переключателю присоединяется молекула – продукт или субстрат кодируемый данным опероном, то ген переключается на работу.Такой способ регуляции генов найден у всех 2. МикроРНК. Транскрибируются в виде предшественника 70 п.н. со шпилькой( ген для них часто нах в интроне регулируемого гена) Фермент Dicer вырезает фрагмент 20 н 3. Ми РНК могут полностью блокировать действие гена, копией которого они являются. В ест условиях у растений и насекомых, у которых нет иммунитета как у млекопит, они защищают от вирусов. Если вирус содержит 1 нить РНК, то фермент Dicer достраивает вторую нить, так как он обладает активностью РНКзависимой РНК-полимеразы. В искусственных условиях такие РНК образуются при трансгенезе
