Безостановочный распад - Non-stop decay - Wikipedia

Схема процесса безостановочного распада (NDS).

Безостановочный распад (NSD) это сотовый механизм мРНК наблюдение для обнаружения молекул мРНК, не имеющих стоп-кодон и предотвратить трансляцию этих мРНК. Путь безостановочного распада высвобождает рибосомы, которые достигли далеких 3 'конец мРНК и направляет мРНК к экзосомальный комплекс, или в РНКаза R в бактериях для избирательного разложения.[1][2] В отличие от Нонсенс-опосредованный распад (NMD) полипептиды не высвобождаются из рибосомы, и, таким образом, NSD, по-видимому, включает факторы распада мРНК, отличные от NMD.[3]

Безостановочный распад (NSD)

Безостановочный распад (NSD) - это клеточный путь, который идентифицирует и разрушает аберрантные транскрипты мРНК, не содержащие надлежащего стоп-кодона. Стоп-кодоны - это сигналы в информационной РНК, которые сигнализируют об окончании синтеза белков. Аберрантные транскрипты идентифицируются во время трансляции, когда рибосома транслируется в поли-А-хвост на 3'-конце мРНК. Непрерывный транскрипт может возникнуть, когда точечные мутации повреждают нормальный стоп-кодон. Более того, некоторые транскрипционные события с большей вероятностью сохранят экспрессию генов на более низком уровне в определенных состояниях.

Путь NSD выводит рибосомы, которые застряли на 3'-конце мРНК, и направляет мРНК в комплекс экзосом у эукариот или РНКазу R у бактерий. После направления на соответствующие сайты транскрипты затем деградируют. Механизм NSD требует взаимодействия экзосомы РНК с комплексом Ski, мультибелковой структурой, которая включает геликазу Ski2p и (особенно) Ski7p. Комбинация этих белков и последующее комплексообразование активирует деградацию аберрантных мРНК. Считается, что Ski7p связывает рибосому, остановившуюся на 3 ’конце поли (A) -хвоста мРНК, и рекрутирует экзосому для разрушения аберрантной мРНК. Однако в клетках млекопитающих Ski7p не обнаруживается, и даже наличие самого механизма NSD остается относительно неясным. Было обнаружено, что короткая изоформа сплайсинга HBS1L (HBS1LV3) является долгожданным человеческим гомологом Ski7p, связывающим экзосому и комплексы SKI. Недавно было сообщено, что NSD также встречается в клетках млекопитающих, хотя и через несколько иную систему. У млекопитающих, из-за отсутствия Ski7, GTPase Hbs1, а также ее партнер по связыванию Dom34 были идентифицированы как потенциальные регуляторы распада. Вместе Hbs1 / Dom34 способны связываться с 3 ’концом неправильно регулируемой мРНК, облегчая диссоциацию неисправных или неактивных рибосом, чтобы перезапустить процесс трансляции. Кроме того, как только комплекс Hbs1 / Dom34 диссоциирует и рециклирует рибосому, он также, как было показано, рекрутирует комплекс экзосома / Ski.

Освобождение рибосомы

У бактерий транс-трансляция, высококонсервативный механизм, действует как прямой противодействие накоплению нон-стоп РНК, вызывая распад и высвобождая неправильно регулируемые рибосомы. Первоначально обнаружен в кишечная палочкапроцесс трансляции стал возможным благодаря взаимодействиям между транспортной РНК-мессенджером (тмРНК) и кофакторным белком SmpB, что обеспечивает стабильное связывание тмРНК с застопорившейся рибосомой.[4] Текущая модель тмРНК утверждает, что тмРНК и SmpB взаимодействуют вместе, чтобы имитировать тРНК. Белок SmpB распознает точку остановки и направляет тмРНК на связывание с сайтом рибосомы А.[4] После связывания SmpB вступает в реакцию транспептидации с неправильно функционирующей полипептидной цепью за счет передачи заряженного аланина.[4] Благодаря этому процессу остановившаяся и дефектная последовательность мРНК заменяется последовательностью РНК SmpB, которая кодирует добавление метки из 11 аминокислот на С-конце мРНК, что способствует деградации.[4] Модифицированная часть РНК вместе с аминокислотной меткой транслируется и демонстрирует неполные характеристики, предупреждая и позволяя внутриклеточным протеазам удалить эти вредные фрагменты белка, в результате чего остановившиеся рибосомы на поврежденной мРНК возобновят работу.[4]

деградация мРНК

Многие ферменты и белки играют роль в разложении мРНК. Например, в кишечная палочка существует три фермента: РНКаза II, ПНФаза и РНКаза R.[3] РНКаза R представляет собой 3’-5 ’экзорибонуклеазу, которая задействуется для разрушения дефектной мРНК.[5] РНКаза R имеет два структурных домена: N-концевой предполагаемый спираль-поворот-спираль (HTH) и C-концевой лизиновый (K-богатый) домен.[6] Эти два домена уникальны для РНКазы R и считаются определяющими факторами селективности и специфичности белка.[7] Было показано, что K-богатый домен участвует в деградации нон-стоп мРНК.[6] Эти домены не присутствуют в других РНКазах. И РНКаза II, и РНКаза R являются членами семейства RNR, и они имеют примечательное сходство в архитектуре первичной последовательности и домена.[2] Однако РНКаза R обладает способностью эффективно разрушать мРНК, тогда как РНКаза II имеет меньшую эффективность в процессе деградации. Тем не менее, конкретная механика деградации мРНК с помощью РНКазы R остается загадкой.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Васудеван; Пельц, SW; Wilusz, CJ; и другие. (2002). «Безостановочный распад - новый путь наблюдения за мРНК». BioEssays. 24 (9): 785–8. Дои:10.1002 / bies.10153. PMID  12210514.
  2. ^ а б Венкатараман, К; Guja, KE; Гарсия-Диас, М; Карзай, AW (2014). «Безостановочный распад мРНК: особый атрибут спасения рибосом, опосредованного трансляцией». Границы микробиологии. 5: 93. Дои:10.3389 / fmicb.2014.00093. ЧВК  3949413. PMID  24653719.
  3. ^ а б Ву, Х; Брюэр, G (2012). «Регулирование стабильности мРНК в клетках млекопитающих: 2,0». Ген. 500 (1): 10–21. Дои:10.1016 / j.gene.2012.03.021. ЧВК  3340483. PMID  22452843.
  4. ^ а б c d е Карзай, А. Вали; Рош, Эрик Д .; Зауэр, Роберт Т .; (2000). «Система SsrA – SmpB для маркировки белков, направленной деградации и спасения рибосом». Природа, структурная биология. 7: 449-455.
  5. ^ а б Альбертс, Брюс (2002). Молекулярная биология клетки 4-е издание. Нью-Йорк: Наука Гарланд. ISBN  978-0-8153-3218-3.
  6. ^ а б Васудеван, Шобха; Пельц, Стюарт У .; Вилуш, Кэрол Дж. (Сентябрь 2002 г.). «Безостановочный распад - новый путь наблюдения за мРНК». BioEssays. 24 (9): 785–788. Дои:10.1002 / bies.10153. ISSN  0265-9247. PMID  12210514.
  7. ^ Ге, Чжиюнь; Мехта, Прити; Ричардс, Джейми; Вали Карзай, А. (27 сентября 2010 г.). «Непрерывный распад мРНК инициируется на рибосоме». Молекулярная микробиология. 78 (5): 1159–1170. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2010.07396.x. ЧВК  3056498. PMID  21091502.

внешняя ссылка