мРНК: деградация: общие сведения
Время полужизни мРНК в клетках является важным фактором регуляции экспрессии генов. Феномен деградации мРНК как регуляторного явления впервые был обнаружен у бактерий. Все РНК бактериальной клетки были разделены на два класса: стабильные и нестабильные. К первым относятся рибосомные и транспортные РНК, вторую, гетерогенную по составу группу, образуют матричные РНК. Быстрая деградация мРНК после прекращения ее биосинтеза в результате регуляторных воздействий на транскрибируемые гены позволяет бактериальным клеткам адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды. Быстрая адаптация особенно актуальна для бактерий - одноклеточных организмов с коротким жизненным циклом.
Клетки эукариот способны выводить мРНК из трансляции, не разрушая ее. Это достигается регуляцией процессинга предшественников мРНК, образованием рибонуклеопротеидных комплексов - информосом , или специфической модификацией регуляторных последовательностей мРНК. Селективная деградация мРНК является распространенным механизмом регуляции экспрессии генов в клетках высших организмов. В эукариотических клетках время полужизни стабильных мРНК, таких как глобиновая мРНК, составляет около 17 ч, а время функционирования мРНК факторов роста не превышает 30 мин. Физиологические последствия таких различий очевидны. Если глобиновые мРНК продолжают транслироваться на протяжении всей жизни предшественников эритроцитов, то потребность в факторах роста ограничивается фазами клеточного цикла, непосредственно связанными с делением клеток. Известно, что увеличение стабильности мРНК протоонкогена c-fos под действием мутаций сопровождается непрерывным делением мутантных клеток и образованием опухолей.
Время жизни эукариотических мРНК в цитоплазме контролируется их 3'-концевыми нетранслируемыми последовательностями ( UTR ). Лабильные мРНК содержат в этой области одну или несколько AU- богатых последовательностей длиной около 50 нуклеотидов, называемых ARE-элементами (adenylate/uridylate-rich elements) , которые придают полирибонуклеотиду конформации, делающие его высокочувствительным к расщеплению нуклеазами . Искусственное введение таких последовательностей в 3'-концевые области стабильных мРНК приводит к их дестабилизации, что сопровождается резким уменьшением внутриклеточного времени полужизни гибридных мРНК.
В конце 90-х гг было показано, что один из классов малых некодирующих РНК - микроРНК (miRNA) - весьма многочисленный и филогенетически обширный ( Lee и Ambros, 2001 ; Lau и др., 2001 ; Lagos-Quintana и др., 2001 ). На генах микроРНК синтезируются миниатюрные транскрипты длиной приблизительно в 22 нуклеотида, функционирующие, как антисенс-регуляторы других РНК. Эти микроРНК различны по последовательности и паттернам экспрессии и широко распространены в эволюционном отношении, что предполагает их участие в большом количестве генетических регуляторных механизмов. Эта регуляция названа РНК-ИНТЕРФЕРЕНЦИЕЙ.
Смотрите также:
