Непереведенный регион

Структура мРНК примерно соответствует масштабу мРНК человека.

В молекулярной генетике ( нетранслируемая область или UTR ) относится к любому из двух участков, по одному на каждой стороне кодирующей последовательности на цепи мРНК . Если она находится на 5'-стороне , ее называют 5'-UTR (или лидерной последовательностью ), а если она находится на 3'-стороне , ее называют 3'-UTR (или концевой последовательностью ). мРНК — это РНК , которая переносит информацию от ДНК к рибосоме , месту синтеза ( трансляции ) белка внутри клетки. мРНК первоначально транскрибируется с соответствующей последовательности ДНК, а затем транслируется в белок. Однако некоторые области мРНК обычно не транслируются в белок, включая 5'- и 3'-UTR.

Хотя они называются нетранслируемыми областями и не образуют белок-кодирующую область гена, uORF, расположенные внутри 5'-UTR, могут быть транслированы в пептиды . ^{[ 1 ]}

5'-UTR находится выше кодирующей последовательности. Внутри 5'-UTR находится последовательность, распознаваемая рибосомой, которая позволяет рибосоме связываться и инициировать трансляцию. Механизм инициации трансляции различен у прокариот и эукариот . 3'-UTR находится сразу после стоп-кодона трансляции . 3'-UTR играет решающую роль в терминации трансляции, а также в посттранскрипционной модификации . ^{[ 2 ]}

Эти часто длинные последовательности когда-то считались бесполезными или мусорными мРНК, которые просто накопились за время эволюции. Однако теперь известно, что нетранслируемая область мРНК участвует во многих регуляторных аспектах экспрессии генов в эукариотических организмах. Важность этих некодирующих областей подтверждается эволюционными соображениями, поскольку в противном случае естественный отбор устранил бы эту непригодную для использования РНК.

Важно отличать 5'- и 3'-UTR от других некодирующих белок РНК . В кодирующей последовательности пре-мРНК могут быть обнаружены участки РНК, которые не войдут в состав белкового продукта. Эти участки РНК называются интронами . РНК, образующаяся в результате сплайсинга РНК, представляет собой последовательность экзонов . Причина, по которой интроны не считаются нетранслируемыми областями, заключается в том, что интроны расщепляются в процессе сплайсинга РНК. Интроны не включены в состав зрелой молекулы мРНК , которая будет подвергаться трансляции, и поэтому считаются РНК, не кодирующей белок.

История

Нетранслируемые участки мРНК стали предметом изучения еще в конце 1970-х годов, после того как была полностью секвенирована первая молекула мРНК. В 1978 году была полностью секвенирована 5'-UTR мРНК гамма-глобина человека . ^{[ 3 ]} В 1980 году было проведено исследование 3'-UTR дуплицированных генов альфа-глобина человека. ^{[ 4 ]}

Эволюция

Нетранслируемая область наблюдается у прокариот и эукариот, хотя ее длина и состав могут различаться. У прокариот длина 5'-UTR обычно составляет от 3 до 10 нуклеотидов. У эукариот длина 5'-UTR может составлять от сотен до тысяч нуклеотидов. Это согласуется с более высокой сложностью геномов эукариот по сравнению с прокариотами. 3'-UTR также различается по длине. Поли -А-хвост необходим для предотвращения разрушения мРНК. Хотя существуют различия в длинах как 5'-, так и 3'-UTR, было замечено, что длина 5'-UTR более консервативна в эволюции, чем длина 3'-UTR. ^{[ 5 ]}

Прокариоты

5'-UTR прокариот состоит из последовательности Шайна-Дальгарно (5'-NEXT-3'). ^{[ 6 ]} Эта последовательность находится на 3–10 пар оснований выше инициирующего кодона. Кодон инициации является стартовым местом трансляции в белок.

Эукариоты

5'-UTR эукариот устроена сложнее, чем у прокариот. Он содержит консенсусную последовательность Козака (ACCAUGG). ^{[ 7 ]} Эта последовательность содержит инициирующий кодон. Кодон инициации является стартовым местом трансляции в белок.

Ссылки на болезнь

Важность этих нетранслируемых областей мРНК только начинает пониматься. Проводятся различные медицинские исследования, обнаружившие связь между мутациями в нетранслируемых регионах и повышенным риском развития того или иного заболевания, например рака. Например, связь между полиморфизмом в области 3'UTR HLA-G и развитием колоректального рака . обнаружена ^{[ 8 ]} Однонуклеотидные полиморфизмы в 3'-UTR другого гена также связаны с предрасположенностью к преждевременным родам . ^{[ 9 ]} Мутации в 3'-UTR гена APP связаны с развитием церебральной амилоидной ангиопатии . ^{[ 10 ]}

Дальнейшее изучение

Благодаря недавнему исследованию непереведенных регионов была собрана общая информация о природе и функциях этих элементов. Однако об этих участках мРНК еще многое неизвестно. Поскольку регуляция экспрессии генов имеет решающее значение для правильного функционирования клеток, эта область исследований требует дальнейшего изучения. Важно учитывать, что мутации в 3'-нетранслируемых регионах могут изменить экспрессию нескольких генов, которые могут показаться несвязанными. ^{[ 11 ]} Мы только начинаем понимать связи между правильной функцией нетранслируемых областей и болезненными состояниями клеток.

См. также

Ссылки

^ Вилела, Кристина; Маккарти, Джон Э.Г. (1 августа 2003 г.). «Регуляция экспрессии грибковых генов с помощью коротких открытых рамок считывания в 5'-нетранслируемой области мРНК» . Молекулярная микробиология . 49 (4): 859–867. дои : 10.1046/j.1365-2958.2003.03622.x . ISSN 0950-382X . ПМИД 12890013 .
^ Барретт, Люси В.; Флетчер, Сью; Уилтон, Стив Д. (2013). Нетранслируемые области генов и другие некодирующие элементы . Спрингер. ISBN 978-3-0348-0679-4 .
^ Чанг, Джей Си; Пун, Р.; Нойманн, К.Х.; Кан, Ю.В. (1 октября 1978 г.). «Нуклеотидная последовательность 5'-нетранслируемой области мРНК гамма-глобина человека» . Исследования нуклеиновых кислот . 5 (10): 3515–3522. дои : 10.1093/нар/5.10.3515 . ISSN 0305-1048 . ПМЦ 342692 . ПМИД 318162 .
^ Майкельсон, AM; Оркин, С.Х. (1 ноября 1980 г.). «3'-нетранслируемые области дуплицированных генов альфа-глобина человека неожиданно расходятся». Клетка . 22 (2 ч. 2): 371–377. дои : 10.1016/0092-8674(80)90347-5 . ISSN 0092-8674 . PMID 7448866 . S2CID 54238986 .
^ Линь, Чжэньго; Ли, Вэнь-Сюн (01 января 2012 г.). «Эволюция длины 5'-нетранслируемой области и перепрограммирование экспрессии генов у дрожжей» . Молекулярная биология и эволюция . 29 (1): 81–89. дои : 10.1093/molbev/msr143 . ISSN 1537-1719 . ПМЦ 3245540 . ПМИД 21965341 .
^ Джин, Х; Чжао, Вопрос; Гонсалес; де Вальдивия, Э.И.; Арделл, Д.Х.; Стенстрем, М; Исакссон, Лос-Анджелес (апрель 2006 г.). «Влияние последовательности Шайна-Дальгарно на экспрессию генов in vivo» . Молекулярная микробиология . 60 (2): 480–492. дои : 10.1111/j.1365-2958.2006.05110.x . ПМИД 16573696 . S2CID 5686240 .
^ Накагава, Со; Ниимура, Ёшихито; Годобори, Такаши; Танака, Хироши; Миура, Кин-итиро (01 февраля 2008 г.). «Разнообразие предпочтительных нуклеотидных последовательностей вокруг кодона инициации трансляции в геномах эукариот» . Исследования нуклеиновых кислот . 36 (3): 861–871. дои : 10.1093/нар/gkm1102 . ISSN 0305-1048 . ПМК 2241899 . ПМИД 18086709 .
^ М. Гарзиера; Э. Катамо; С. Кровелла; М. Монтико; Э. Чеккин; С. Лонарди; Э. Мини; С. Нобили; Л. Романато; Дж. Тоффоли (2015). «Связь полиморфизмов 3'UTR HLA-G с колоректальным раком в Италии: первое открытие». Международный журнал иммуногенетики . 43 (1): 32–39. дои : 10.1111/iji.12243 . ПМИД 26752414 . S2CID 205193023 .
^ Чжу, Цинь; Чен, Ин; Дай, Цзяньжун; Ван, Бэньцзин; Лю, Миньюань; Ван, Юн; Тао, Цзяньин; Ли, Хун (01 января 2015 г.). «Полиморфизм метилентетрагидрофолатредуктазы в 3'-нетранслируемой области связан с предрасположенностью к преждевременным родам» . Трансляционная педиатрия . 4 (1): 57–62. doi : 10.3978/j.issn.2224-4336.2015.01.02 . ISSN 2224-4344 . ПМЦ 4729064 . ПМИД 26835361 .
^ Г. Николас; Д. Валлон; К. Гупиль; до нашей эры Ричард; К. Потье; В. Дорваль; М. Саров-Ривьер; Ф. Риант; Д. Эрве; П. Амуэль; М. Герше; Б. Ндамба-Бандзузи; П. Мбелессо; Ж.-Ф. Дартиг; Ж.-К. Ламбер; П.-М. Пре; Т. Фребур; Д. Кэмпион; Д. Ханнекен; Э. Турнье-Лассерв; СС Хеберт; А. Ровеле-Лекрукс (2016). «Мутация в 3'-нетранслируемой области APP как генетическая детерминанта церебральной амилоидной ангиопатии» . Европейский журнал генетики человека . 24 (1): 92–98. дои : 10.1038/ejhg.2015.61 . ПМЦ 4795229 . ПМИД 25828868 .
^ Чаттерджи, Сангита; Пал, Джаянта К. (1 мая 2009 г.). «Роль 5'- и 3'-нетранслируемых областей мРНК в заболеваниях человека». Биология клетки . 101 (5): 251–262. дои : 10.1042/BC20080104 . ISSN 1768-322X . ПМИД 19275763 . S2CID 22689654 .

Внешние ссылки

Сили, Род Р.; Стивенс, Трент Д.; Филип, Тейт (2006). «Структура и функция клетки – Анимация: Синтез мРНК (Транскрипция) (Викторина 1)» . Анатомия и физиология (7-е изд.). МакГроу Хилл. ISBN 0072507470 .
Сили, Род Р.; Стивенс, Трент Д.; Филип, Тейт (2006). «Структура и функция клетки — Анимация: как работает перевод» . Анатомия и физиология (7-е изд.). МакГроу Хилл. ISBN 0072507470 .
"ЮТРСайт :: Главная" . utrsite.ba.itb.cnr.it . Архивировано из оригинала 18 июня 2022 г.
Bio125_Molecular Biology (6 февраля 2015 г.). «Геновая структура» . Ютуб .
UTРесурс

[1] Вилела, Кристина; Маккарти, Джон Э.Г. (1 августа 2003 г.). «Регуляция экспрессии грибковых генов с помощью коротких открытых рамок считывания в 5'-нетранслируемой области мРНК» . Молекулярная микробиология . 49 (4): 859–867. дои : 10.1046/j.1365-2958.2003.03622.x . ISSN 0950-382X . ПМИД 12890013 .

[2] Барретт, Люси В.; Флетчер, Сью; Уилтон, Стив Д. (2013). Нетранслируемые области генов и другие некодирующие элементы . Спрингер. ISBN 978-3-0348-0679-4 .

[3] Чанг, Джей Си; Пун, Р.; Нойманн, К.Х.; Кан, Ю.В. (1 октября 1978 г.). «Нуклеотидная последовательность 5'-нетранслируемой области мРНК гамма-глобина человека» . Исследования нуклеиновых кислот . 5 (10): 3515–3522. дои : 10.1093/нар/5.10.3515 . ISSN 0305-1048 . ПМЦ 342692 . ПМИД 318162 .

[4] Майкельсон, AM; Оркин, С.Х. (1 ноября 1980 г.). «3'-нетранслируемые области дуплицированных генов альфа-глобина человека неожиданно расходятся». Клетка . 22 (2 ч. 2): 371–377. дои : 10.1016/0092-8674(80)90347-5 . ISSN 0092-8674 . PMID 7448866 . S2CID 54238986 .

[5] Линь, Чжэньго; Ли, Вэнь-Сюн (01 января 2012 г.). «Эволюция длины 5'-нетранслируемой области и перепрограммирование экспрессии генов у дрожжей» . Молекулярная биология и эволюция . 29 (1): 81–89. дои : 10.1093/molbev/msr143 . ISSN 1537-1719 . ПМЦ 3245540 . ПМИД 21965341 .

[6] Джин, Х; Чжао, Вопрос; Гонсалес; де Вальдивия, Э.И.; Арделл, Д.Х.; Стенстрем, М; Исакссон, Лос-Анджелес (апрель 2006 г.). «Влияние последовательности Шайна-Дальгарно на экспрессию генов in vivo» . Молекулярная микробиология . 60 (2): 480–492. дои : 10.1111/j.1365-2958.2006.05110.x . ПМИД 16573696 . S2CID 5686240 .

[7] Накагава, Со; Ниимура, Ёшихито; Годобори, Такаши; Танака, Хироши; Миура, Кин-итиро (01 февраля 2008 г.). «Разнообразие предпочтительных нуклеотидных последовательностей вокруг кодона инициации трансляции в геномах эукариот» . Исследования нуклеиновых кислот . 36 (3): 861–871. дои : 10.1093/нар/gkm1102 . ISSN 0305-1048 . ПМК 2241899 . ПМИД 18086709 .

[8] М. Гарзиера; Э. Катамо; С. Кровелла; М. Монтико; Э. Чеккин; С. Лонарди; Э. Мини; С. Нобили; Л. Романато; Дж. Тоффоли (2015). «Связь полиморфизмов 3'UTR HLA-G с колоректальным раком в Италии: первое открытие». Международный журнал иммуногенетики . 43 (1): 32–39. дои : 10.1111/iji.12243 . ПМИД 26752414 . S2CID 205193023 .

[9] Чжу, Цинь; Чен, Ин; Дай, Цзяньжун; Ван, Бэньцзин; Лю, Миньюань; Ван, Юн; Тао, Цзяньин; Ли, Хун (01 января 2015 г.). «Полиморфизм метилентетрагидрофолатредуктазы в 3'-нетранслируемой области связан с предрасположенностью к преждевременным родам» . Трансляционная педиатрия . 4 (1): 57–62. doi : 10.3978/j.issn.2224-4336.2015.01.02 . ISSN 2224-4344 . ПМЦ 4729064 . ПМИД 26835361 .

[10] Г. Николас; Д. Валлон; К. Гупиль; до нашей эры Ричард; К. Потье; В. Дорваль; М. Саров-Ривьер; Ф. Риант; Д. Эрве; П. Амуэль; М. Герше; Б. Ндамба-Бандзузи; П. Мбелессо; Ж.-Ф. Дартиг; Ж.-К. Ламбер; П.-М. Пре; Т. Фребур; Д. Кэмпион; Д. Ханнекен; Э. Турнье-Лассерв; СС Хеберт; А. Ровеле-Лекрукс (2016). «Мутация в 3'-нетранслируемой области APP как генетическая детерминанта церебральной амилоидной ангиопатии» . Европейский журнал генетики человека . 24 (1): 92–98. дои : 10.1038/ejhg.2015.61 . ПМЦ 4795229 . ПМИД 25828868 .

[11] Чаттерджи, Сангита; Пал, Джаянта К. (1 мая 2009 г.). «Роль 5'- и 3'-нетранслируемых областей мРНК в заболеваниях человека». Биология клетки . 101 (5): 251–262. дои : 10.1042/BC20080104 . ISSN 1768-322X . ПМИД 19275763 . S2CID 22689654 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]