Krypta RNA

Vault RNA
Folding Homo sapiens vault associated RNA, Nov 2014.pdf
Mfold-przewidywany fałd RNA związany z Vault RNA H. sapiens , listopad 2014 r. (Zobacz także prognozę Rfam ).
Identyfikatory
Symbol Sklepienie
Rfam RF00006
Inne dane
Domeny Eukariota
Struktury PDB PDBe

Wiele komórek eukariotycznych zawiera w cytoplazmie duże cząsteczki rybonukleoprotein zwane sklepieniami . Kompleks sklepienia składa się z głównego białka sklepienia ( MVP ), dwóch mniejszych białek sklepienia ( VPARP i TEP1 ) oraz różnych małych nieulegających translacji cząsteczek RNA, znanych jako RNA sklepienia ( vRNA , vtRNA ), które można znaleźć tylko u wyższych eukariontów. Cząsteczki te są transkrybowane przez polimerazę RNA III .

Biorąc pod uwagę związek z błoną jądrową i lokalizację w komórce, uważa się, że sklepienia odgrywają rolę w procesach transportu wewnątrzkomórkowego i nukleocytoplazmatycznego. Badanie z wykorzystaniem mikroskopii krioelektronowej , ustalił, że vtRNA znajdują się blisko zaślepek sklepień. To umiejscowienie RNA wskazuje, że mogą one wchodzić w interakcje zarówno z wewnętrzną, jak i zewnętrzną częścią cząsteczki krypty. Ogólnie rzecz biorąc, obecne przekonanie jest takie, że vtRNA nie odgrywają strukturalnej roli w białku sklepienia, ale raczej odgrywają pewną rolę funkcjonalną. Jednakże, chociaż istnieje coraz więcej badań nad vtRNA, nie ma jeszcze solidnych wniosków na temat dokładnej funkcji.

Historia

Vault RNA został po raz pierwszy zidentyfikowany jako część kompleksu rybonukleoproteiny Vault w 1986 roku. Od pierwszego odkrycia niekodującego RNA w połowie lat 60. XX wieku zainteresowanie tą dziedziną było znaczne. Owoc tego zainteresowania był widoczny w latach 80. XX wieku podczas szeregu odkryć niekodujących RNA, takich jak rybosomalny RNA, snoRNA, Xist i Vault RNA.

Wczesne badania w latach 90. dotyczyły specyfiki Vault RNA i koncentrowały się na ochronie genu u zwierząt. Jak dotąd RNA ze skarbca zostało wyizolowane z ludzi , gryzoni i żab ryczących .

Białka krypty, ale nie vtRNA, znaleziono również u jeżowca , Dictyostelium discoideum i Acanthamoeba .

Wyrażenie

sklepienia są silnie wyrażane u „wyższych” eukariotów, w szczególności ssaków, płazów i ptaków, a także u „niższych” eukariontów, takich jak Dictyostelium discoideum . Biorąc pod uwagę, że zarówno struktura, jak i skład białek są wysoce konserwatywne wśród tych gatunków, naukowcy twierdzą, że ich funkcja ma kluczowe znaczenie dla funkcjonowania komórek eukariotycznych.

vtRNA ma długość w zakresie od 86 do 141 zasad, w zależności od gatunku. Chociaż długość transkryptu pozostaje w pewnym zakresie w zależności od gatunku, poziom ekspresji może się znacznie zmieniać. Na przykład szczury i myszy wyrażają pojedynczy vtRNA o długości 141 zasad, podczas gdy żaby ryczące wyrażają 2 vtRNA: jeden o długości 89 zasad, a drugi o długości 94.

Badania nad ekspresją vtRNA u ludzi wykazały cztery pokrewne vtRNA. Obecnie zidentyfikowano i opisano tylko trzy; są to: hvg1 (98 baz), hvg2 (88 baz) i hvg3 (88 baz). Większość całkowitego vtRNA była związana z typem hvg1.

Pomimo międzygatunkowych różnic w vtRNA, stwierdzono, że elementy promotora polimerazy III są wysoce konserwatywne. Ponadto przewiduje się, że wszystkie vtRNA zwijają się w podobne struktury pnia-pętli.

Struktura

Vault RNA mają dość prosty skład molekularny z niezwykłą symetrią. Zawierają kilka łuków i mają charakterystyczne ramy przypominające wydrążoną beczkę. Sklepienia są znacznie ciężkie, ważą około 13 MDa. Jako takie są najcięższymi znanymi dotychczas kompleksami rybonukleoproteinowymi. Z drugiej strony są one znacznie małe, mieszczące się w przedziale od 80 do 150 nukleotydów. Ich struktury drugorzędowe mają zachowane pętle łodyg, które łączą końce 5 'i 3' cząsteczki, oprócz kształtu przypominającego żeberko. [ nieudana weryfikacja ] Istnieją elementy promotora polimerazy III , pudełko A i pudełko B, z których pudełko A bierze udział w zachowaniu cech konstrukcyjnych, podczas gdy pudełko B nie.

Zastosowania biologiczne

Lekooporność

Vault RNA, w połączeniu z kompleksem Vault, zostało powiązane z lekoopornością. Dzięki niedawnym odkryciom wykazano, że niekodujące RNA z krypty wytwarzają małe RNA z krypty poprzez DICER . Te małe sklepienia RNA działają następnie w sposób podobny do miRNA : svRNA wiąże białko argonaute i zmniejsza ekspresję CYP3A4 , enzymu biorącego udział w metabolizmie leków .

Rak

Jedną z głównych przyczyn niepowodzeń leczenia nowotworów jest oporność komórek nowotworowych na chemioterapeutyki. Wykazano, że vtRNA odgrywają rolę w tym zjawisku ze względu na ich interakcję z niektórymi lekami chemioterapeutycznymi poprzez specyficzne miejsca wiązania. Uważa się, że te interakcje prowadzą do eksportu środków chemicznych uwalnianych przez leki chemioterapeutyczne.

Wnioski te pochodzą z wyników badania, które wykazało nienormalnie wysoki poziom ekspresji vtRNA w komórkach nowotworowych (pochodzących z linii komórkowych glejaka, białaczki i raka kości), które wykazywały oporność na mitoksantron . Ponadto to samo badanie wykazało, że osłabiona ekspresja vtRNA skorelowana z komórkami nowotworowymi stała się bardziej wrażliwa lub wrażliwa na mitoksantron. Badania jako takie sugerują, że vtRNA mogą odgrywać rolę w blokowaniu leków przed dotarciem do miejsc docelowych.

Choroba niedoboru NSUN2

Wykazano, że niekodujące RNA krypty zawierają wiele reszt cytozynowych , które zostały zmetylowane przez białko NSUN2 . W NSUN2 utrata metylacji cytozyny-5 powoduje nieprawidłowe przetwarzanie na małe fragmenty RNA, które działają podobnie do mikroRNA . W rezultacie zasugerowano, że upośledzone przetwarzanie RNA sklepienia może przyczyniać się do objawów, które przejawiają się w NSUN2 .

Metody badawcze

Podczas gdy funkcja Vault RNA jest wciąż stosunkowo nieznana, dzięki swojej unikalnej budowie cząsteczki te stały się przydatne w opracowywaniu nowych metod badawczych. Przykładem tego jest fakt, że vtRNA są używane do porównywania wydajności narzędzia do wyszukiwania zapytań fragrep2 . [ potrzebne źródło ]

Narzędzia do wyszukiwania służą do znajdowania regionów o podobnych sekwencjach biologicznych wśród gatunków. Jednak jednym z problemów tych narzędzi (np. najsłynniejszego BLAST ) jest to, że mają trudności z identyfikacją sekwencji zawierających insercje i delecje. Te wysoce zmienne zmiany strukturalne powodują, że narzędzie jest oszukiwane i ma błędy w wynikach.

Fragrep2 stara się rozwiązać ten problem za pomocą algorytmu opartego na wzorach, który może dopasować lub prawie dopasować dokładne sekwencje motywów w pożądanej cząsteczce. Aby pomóc w zbudowaniu fragrep2, naukowcy potrzebowali cząsteczki testowej i stwierdzili, że kryptowe RNA są idealne. Powodem jest to, że kryptowe RNA mają na ogół dwie bardzo dobrze zachowane sekwencje, otoczone regionami o dużej zmienności.

To narzędzie jest ważne nie tylko dlatego, że pomogło w rozwoju badań nad kryptowym RNA, ale także ze względu na inne zastosowania w dziedzinie RNA. RNA Vault nie jest jedynym rodzajem RNA o tego typu częściowo konserwatywnej / wysoce zmiennej strukturze, inne godne uwagi RNA obejmują RNAzę P, RNAzę MRP i 7SK RNA.

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Vault_RNA&oldid=1057697446 ”