мікроРНК

мікроРНК – це малі некодуючі РНК довжиною від 19 до 24 нуклеотидів, які задіяні в регуляції генної експресії на рівні трансляції – феномен, знаний як РНК-опосередкований сайленсінг гену (RNA induced gene silencing). мікроРНК здатні пригнічувати трансляцію певної мРНК молекули на рибосомі шляхом комплементарного зв’язування із визначеною нуклеотидною послідовністю на цій мРНК. Результатом взаємодії мікроРНК:мРНК найчастіше стає фрагментація мРНК ендонуклеазою (серед інших можливих наслідків – дестабілізація мРНК шляхом залучення деанілаз та екзонуклеаз, а також просте перешкоджання входженню до рибосоми). мікроРНК (miRNA) не слід плутати з малими інтерферуючими РНК (small interfering RNA, siRNA), оскільки вони мають різне походження. Якщо siRNA утворюються з ксеногенних (чужорідних) дволанцюгових РНК молекул, які найчастіше є продуктами вірусної реплікації, то мікроРНК закодовані у власному геномі клітини і транскрибуються за необхідності швидко пригнітити експресію певного гена. Ще одним джерелом конфузів є малі шпилькові РНК (small hairpin RNA, shRNA). Ці взагалі є штучним витвором, розробленим людиною для потреб генної інженерії. shRNA імітують первинні мікроРНК – одну із стадій, яку проходять природні мікроРНК в процесі РНК-опосередкованого сайленсінгу.

Біогенез мікроРНК складається з трьох стадій: первинна мікроРНК (primary microRNA, pri-miRNA) → мікроРНК-попередник (pre-miRNA, пре-мікроРНК) → і, власне, зріла мікроРНК в комплексі РНК-опосередкованого сайленсінгу (RNA induced silencing complex, RISC). мікроРНК транскрибуються у більшості випадків РНК-полімеразою ІІ, але також можлива транскрипція РНК-полімеразою ІІІ. Приблизно 40 % усіх послідовностей мікроРНК містяться в інтронах генів, решта гуртуються в одній довгій рамці зчитування некодуючої РНК (поліцистронна транскрипція) або мають власті промотори. Після транскрипції відбувається кепування та поліаденілювання первинної мікроРНК. Вона набуває вигляду шпильки для волосся: два комплементарні ланцюги поєднані ділянкою у формі петлі.

Послідовність нуклеотидів в основі шпильки з протилежного боку від петлі не є довільною, а містить спеціальний сигнал для розпізнавання ензимами, які обробляють первинні мікроРНК. Спочатку протеїн DiGeorge Syndrome Critical Region 8 (DGCR8*) зв’язується із сигнальною послідовністю, далі він залучає ендонуклеазу Drosha, яка відрізає шпильку від основи із утворенням пре-мікроРНК. Цікаво, що мікроРНК, які закодовані в інтронах, не потребують попередньої обробки і перетворюються на пре-мікроРНК шляхом сплайсінгу. Надалі пре-мікроРНК експортуються з ядра до цитоплазми за допомогою експортину-5 та Ran ГТФаз. Важливо відмітити, що ендонуклеаза Drosha ріже так, що 3’-кінець виступає на два нуклеотиди, це дозволяє експортину-5 розпізнати пре-мікроРНК.

В цитоплазмі клітини тим часом починає збірку комплекс РНК-опосередкованого сайленсінгу (RISC). Спочатку TRBP (TAR RNA binding protein) взаємодіє із Dicer, далі до комплексу долучається протеїн Ago2 (Argonaute 2) і разом вони взаємодіють із пре-мікроРНК, експортованою в цитоплазму з ядра. Три протеїни формують так званий RISC завантажувальний комплекс (RISC loading complex). Після зв’язування із пре-мікроРНК ендонуклеаза Dicer відрізає петлю. Щоправда, інколи ендонуклеаза Ago2 спочатку робить надріз так званого супутнього ланцюга (passenger strand) мікроРНК, так би мовити, пробує свою ціль на зуб, а вже потім відбувається видалення петлі Dicer’ом. В обох випадках це призводить до розпаду супутнього ланцюга і міцного зв’язування основного ланцюга мікроРНК із ендонуклеазою Ago2, які у парі утворюють активний RISC. Відтак, мікроРНК у комплексі відповідає за наведення, а ендонуклеаза – за знищення цільової мРНК.

 

* Історично першим організмом, в якому було описано систему РНК-опосередкованого сайленсінгу, був круглий черв Caenorhabditis elegans, а лише потім аналогічний білок, в підсумку названий DiGeorge Syndrome Critical Region 8 (DGCR8), був відкритий у людини. Доволі цікавою є назва цього протеїну в безхребетних – Pasha, звучить як коротка форма імені «Павло»

Пов’язані публікації:

Агенти впливу пухлини:  злоякісні екзосоми

Читайте також: CRISPR/Cas9

Читати всі публікації з теґом РНК інтерференція

<<назад до глосарію

Advertisements

Залишити відповідь

Заповніть поля нижче або авторизуйтесь клікнувши по іконці

Лого WordPress.com

Ви коментуєте, використовуючи свій обліковий запис WordPress.com. Log Out / Змінити )

Twitter picture

Ви коментуєте, використовуючи свій обліковий запис Twitter. Log Out / Змінити )

Facebook photo

Ви коментуєте, використовуючи свій обліковий запис Facebook. Log Out / Змінити )

Google+ photo

Ви коментуєте, використовуючи свій обліковий запис Google+. Log Out / Змінити )

З’єднання з %s