snrnp
snrnp произносится S Mall n Uclear r ibo n Ucleo protein или ) » snurps « , ( - s который происходит сплайсинг до -мРНК . Действие SNRNP имеет важное значение для удаления интронов из пре-мРНК , критического аспекта посттранскрипционной модификации РНК, встречающегося только в ядре эукариотических клеток . Кроме того, U7 SNRNP вообще не участвует в сплайсинге, так как U7 SNRNP отвечает за обработку 3'-петли стерновой пре-мРНК. [ 1 ]
Двумя основными компонентами SNRNP являются молекулы белка и РНК . РНК, обнаруженная в каждой частицы SNRNP, известна как небольшая ядерная РНК или snRNA , и обычно составляет около 150 нуклеотидов в длину. Компонент SnRNA SNRNP дает специфичность отдельным интронам, « распознавая » последовательности критических сигналов сплайсинга на 5 'и 3' концах и участке ветвления интронов. СнРНК в SNRNP аналогична рибосомной РНК в том смысле, что она непосредственно включает как ферментативную, так и структурную роль.
SNRNP были обнаружены Майклом Р. Лернером и Джоан А. Стейц . [ 2 ] [ 3 ] Томас Р. Чех и Сидни Альтман также сыграли свою роль в открытии, выиграв Нобелевскую премию за химию в 1989 году за их независимые открытия, что РНК может выступать в качестве катализатора в развитии клеток.
Типы
[ редактировать ]По крайней мере пять различных видов SNRNP присоединяются к сплайсосоме для участия в сплайсинге . Они могут быть визуализированы с помощью гелевого электрофореза и известны индивидуально как: U1, U2, U4, U5 и U6. Их компоненты SnRNA известны, соответственно, как: u1 snrna , u2 snrna , u4 snrna , u5 snrna и u6 snrna . [ 4 ]
В середине 1990-х годов было обнаружено, что существует вариант класса SNRNP, чтобы помочь в сплайсинге класса интронов, обнаруженных только у метазой , с высоко консервативными 5-'сайтами сплайсинга и филиалами. Этот вариант класса SNRNP включает в себя: u11 snrna , u12 snrna , u4atac snrna и u6atac snrna . Хотя они отличаются, они выполняют те же функции, что и U1 , U2 , U4 и U6 соответственно. [ 5 ]
Кроме того, U7 SNRNP изготовлен из малой ядерной РНК U7 и связанных с ними белков и участвует в обработке 3'-петли ствола пре-мРНК гистона. [ 1 ]
Биогенез
[ редактировать ]Маленькие ядерные рибонуклеопротеины (SNRNPS) собираются в плотно организованном и регулируемом процессе, который включает как ядро клеток , так и цитоплазму . [ 6 ]
Синтез и экспорт РНК в ядре
[ редактировать ]РНК -полимераза II транскрибирует U1 , U2 , U4 , U5 , а менее распространенные U11 , U12 и U4ATAC ( SNRNAS ) приобретают M7G-CAP, который служит сигналом экспорта. Ядерный экспорт опосредуется CRM1.
Синтез и хранение белков SM в цитоплазме
[ редактировать ]Белки SM синтезируются в цитоплазме рибосомами, транслирующими РНК SM Messenger , как и любой другой белок. Они хранятся в цитоплазме в форме трех частично собранных комплексов колец, связанных с белком PICLN. Они представляют собой комплекс пентамеров 6S SMD1, SMD2, SMF, SME и SMG с PICLN , комплексом 2-4S SMB, возможно, с SMD3 и PICLN и метилосомой 20S , который является большим комплексом SMD3, SMB, SMD1, PICLN и белок аргининовой метилтрансферазы-5 ( PRMT5 ). SMD3, SMB и SMD1 проходят посттрансляционную модификацию в метилосоме. [ 7 ] Эти три белка SM имеют повторные аргинин - глициновые мотивы в С-концевых концах SMD1, SMD3 и SMB, а боковые цепи аргинина симметрично диметилируются до ω-N Глин , N G ' -диметил-аргинин. Было высказано предположение, что PICLN, который встречается во всех трех комплексах -предшественниках, но отсутствует в зрелых SNRNP, действует как специализированный шаперон , предотвращая преждевременное сборку белков SM.
Сборка сердечных SNRNP в комплексе SMN
[ редактировать ]SNRNAS (U1, U2, U4 , U5 и менее распространенные U11, U12 и U4ATAC) быстро взаимодействуют с SMN (выживание белка моторного нейрона); кодируется геном SMN1 ) и геминами 2-8 (GEM-ассоциированные белки: Gemin2 , Gemin3 , Gemin4 , Gemin5 , Gemin6 , Gemin7 , Gemin8 ), образуя комплекс SMN . [ 8 ] [ 9 ] Именно здесь SNRNA связывается с пентамером SMD1-SMD2-SMF-SME-SMG, а затем добавление димера SMD3-SMB, чтобы завершить кольцо SM вокруг так называемого SM сайта SNRNA. Этот SM -сайт представляет собой консервативную последовательность нуклеотидов в этих SNRNAS, обычно Auuugugg (где A, U и G представляют нуклеозиды аденозин , уридин и гуанозин соответственно). После сборки кольца SM вокруг snRNA 5-футовый терминальный нуклеозид (уже модифицированный в 7-метилгуанозин- крышку) гиперметилирован до 2,2,7,7-триметилгуанозина, а другой (3 ') конец snRNA обрезается Полем Эта модификация и наличие полного кольца SM распознаются белком Snurportin 1 .
Окончательная сборка SNRNP в ядре
[ редактировать ]Заполненный комплекс ядра SNRNP-Snurportin 1 транспортируется в ядро через белок importin β . Внутри ядра основные SNRNP появляются в телах Cajal , где происходит окончательная сборка SNRNP. Это состоит из дополнительных белков и других модификаций, специфичных для конкретного SNRNP (U1, U2, U4, U5). Биогенез SNRNP U6 происходит в ядре, хотя в цитоплазме обнаружено большое количество свободного U6. Кольцо LSM может сначала собираться, а затем связываться со SnRNA U6 .
Разборка SNRNP
[ редактировать ]SNRNP очень долгоживущие, но предполагается, что в конечном итоге разобрались и ухудшились. Мало что известно о процессе деградации.
Дефектная сборка
[ редактировать ]Дефектная функция выживания белка моторного нейрона (SMN) в биогенезе SNRNP, вызванная генетическим дефектом в гене SMN1 , который кодирует SMN, может объяснить патологию моторного нейрона, наблюдаемую в генетическом заболевании мышечной атрофии позвоночника . [ 10 ]
Структуры, функция и организация
[ редактировать ]Несколько структур SNRNP человека и дрожжей определяли с помощью криоэлектронной микроскопии и последовательного анализа отдельных частиц . [ 11 ] Недавно структуру ядра SNRNP U1 U1 определяли с помощью рентгеновской кристаллографии (3CW1, 3PGW) с последующей структурой ядра U4 SNRNP (2y9a), которая дала первое понимание атомных контактов, особенно режим связывания белков SM- на сайте SM. Структуру U6 USNRNA решали в комплексе с специфическим белком PRP24 (4N0T), а также структурой его 3'- нуклеотидов, связанных с специальным белковым кольцом LSM2-8 (4M7A). Коды PDB для соответствующих структур упоминаются в скобках. [ 12 ] [ 13 ] Структуры, определяемые анализом электронной микроскопии отдельных частиц: человеческий U1 SNRNP, [ 14 ] Человек U11/U12 Di-Snrnp, [ 15 ] ЧЕЛОВЕК U5 SNRNP, U4/U6 DI-SNRNP, U4/U6 ∙ U5 Tri-Snrnp. [ 16 ] Дальнейший прогресс, определяющий структуры и функции SNRNP и сплайсосом, продолжается. [ 17 ]
Антитела против SNRNP
[ редактировать ]Аутоантитела могут быть получены в отношении собственных SNRNP организма, особенно антитела против SM, нацеленные на SM-тип SM- типа SNRNP, специально для системной волчанки эритематозу (SLE).
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Schümperli, D.; RS Pillai (2004-10-01). «Специальная структура ядра SM SNRNP U7: далеко идущее значение небольшого ядерного рибонуклеопротеина» (PDF) . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 61 (19–20): 2560–2570. doi : 10.1007/s00018-004-4190-0 . ISSN 1420-682X . PMID 15526162 . S2CID 5780814 .
- ^ Lerner MR, Steitz JA (ноябрь 1979 г.). «Антитела к небольшим ядерным РНК, комплексным с белками, продуцируются пациентами с системной волчанкой эритематозу» . Прокурор Нат. Академический Наука США . 76 (11): 5495–9. Bibcode : 1979pnas ... 76.5495r . doi : 10.1073/pnas.76.11.5495 . PMC 411675 . PMID 316537 .
- ^ Лернер М.Р., Бойл Дж.А., Маунт С.М., Волин С.Л., Стейц Дж.А. (январь 1980). «SNRNP вовлечены в сплайсинг?». Природа . 283 (5743): 220–4. Bibcode : 1980natur.283..220L . doi : 10.1038/283220A0 . PMID 7350545 . S2CID 4266714 .
- ^ Уивер, Роберт Ф. (2005). Молекулярная биология , с.432-448. МакГроу-Хилл, Нью-Йорк, Нью-Йорк. ISBN 0-07-284611-9 .
- ^ Монцка К.А., Стейтц Дж.А. (1988). «Дополнительные низкодовольные малые ядерные рибонуклеопротеины человека: U11, U12 и т. Д.» . Proc Natl Acad Sci USA . 85 (23): 8885–8889. Bibcode : 1988pnas ... 85.8885m . doi : 10.1073/pnas.85.23.8885 . PMC 282611 . PMID 2973606 .
- ^ KISS T (декабрь 2004 г.). «Биогенез небольших ядерных РНП». J. Cell Sci . 117 (Pt 25): 5949–51. doi : 10.1242/jcs.01487 . PMID 15564372 . S2CID 10316639 .
- ^ Meister G, Eggert C, Bühler D, Brahms H, Kambach C, Fischer U (декабрь 2001 г.). «Метилирование белков SM комплексом, содержащим PRMT5 и предполагаемый коэффициент сборки UNRNP Picln». Карт Биол . 11 (24): 1990–4. Bibcode : 2001cbio ... 11.1990m . doi : 10.1016/s0960-9822 (01) 00592-9 . HDL : 11858/00-001M-0000-0012-F501-7 . PMID 11747828 . S2CID 14742376 .
- ^ Paushkin S, Gubitz AK, Massenet S, Dreyfuss G (июнь 2002 г.). «Комплекс SMN, сборка рибонуклеопротеинов». Карт Мнение Клеточная биол . 14 (3): 305–12. doi : 10.1016/s0955-0674 (02) 00332-0 . PMID 12067652 .
{{cite journal}}: Cs1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Yong J, Wan L, Dreyfuss G (май 2004). «Зачем клетки нужна сборка сборки РНК-белковых комплексов?». Тенденции Cell Biol . 14 (5): 226–32. doi : 10.1016/j.tcb.2004.03.010 . PMID 15130578 .
- ^ Coady, Tristan H.; Лорсон, Кристиан Л. (2011). «SMN в мышечной атрофии и биогенез SNRNP». Wiley Междисциплинарные обзоры: РНК . 2 (4): 546–564. doi : 10.1002/wrna.76 . PMID 21957043 . S2CID 19534375 .
- ^ Старк, Хольгер; Рейнхард Люрманн (2006). «Криоэлектронная микроскопия сплемосомных компонентов». Ежегодный обзор биофизики и биомолекулярной структуры . 35 (1): 435–457. doi : 10.1146/annurev.biophys.35.040405.101953 . PMID 16689644 .
- ^ Pomeranz Krummel, Daniel A.; Крис Оубридж; Adelaine KW Leung; Джейд Ли; Кийоши Нагай (2009-03-26). «Кристаллическая структура человеческого сплицеосомного SNRNP U1 при 5,5 [thinsp] разрешение» . Природа . 458 (7237): 475–480. doi : 10.1038/nature07851 . ISSN 0028-0836 . PMC 2673513 . PMID 19325628 .
- ^ Вебер, Герт; Саймон Троуцш; Бертольд Кастнер; Рейнхард Лурманн; Markus C Wahl (2010-12-15). «Функциональная организация ядра SM в кристаллической структуре человека U1 U1 SNRNP» . Embo j . 29 (24): 4172–4184. doi : 10.1038/emboj.2010.295 . ISSN 0261-4189 . PMC 3018796 . PMID 21113136 .
- ^ Старк, Хольгер; Пракаш Дубе; Рейнхард Лурманн; Бертольд Кастнер (2001-01-25). «Расположение РНК и белков в частице сплицеосомальной частицы U1 -ядерного рибонуклеопротеина». Природа . 409 (6819): 539–542. Bibcode : 2001natur.409..539s . doi : 10.1038/35054102 . ISSN 0028-0836 . PMID 11206553 . S2CID 4421636 .
- ^ Голас, Моника М.; Bjoern Sander; Синди Л. Уилл; Рейнхард Люрманн; Холгер Старк (2005-03-18). «Основное конформационное изменение в сложном SF3B при интеграции в сплицеосомальную U11/U12 DI-SNRNP, как выявлено с помощью электронной кривомикроскопии». Молекулярная клетка . 17 (6): 869–883. doi : 10.1016/j.molcel.2005.02.016 . HDL : 11858/00-001M-0000-0010-93F4-1 . ISSN 1097-2765 . PMID 15780942 .
- ^ Сандер, Бьён; Моника М. Голас; Евгений М. Макаров; Герой Брамс; Бертольд Кастнер; Рейнхард Люрманн; Холгер Старк (2006-10-20). «Организация основных сплайсосомных компонентов U5 SnRNA Loop I и U4/U6 DI-SNRNP в U4/U6.U5 TRI-SNRNP, как показано с помощью электронной криоомкроскопии». Молекулярная клетка . 24 (2): 267–278. doi : 10.1016/j.molcel.2006.08.021 . HDL : 11858/00-001M-0000-0010-93DC-C . ISSN 1097-2765 . PMID 17052460 .
- ^ Уилл, Синди Л.; Рейнхард Люрманн (2011-07-01). «Структурная структура и функция» . Перспективы Cold Spring Harbor в биологии . 3 (7): A003707. doi : 10.1101/cshperspect.a003707 . PMC 3119917 . PMID 21441581 .