Трансдействующая миРНК
Транс -действующие миРНК (сокращенно « та-миРНК » или « тазиРНК ») представляют собой класс малых интерферирующих РНК (миРНК), которые подавляют экспрессию генов посредством посттранскрипционного молчания генов у наземных растений . [1] [2] [3] Транскрипты-предшественники TAS локусов полиаденилируются и превращаются в двухцепочечную РНК, а затем процессируются в дуплексы РНК длиной 21 нуклеотид с выступающими концами. [1] Эти сегменты включены в РНК-индуцированный комплекс молчания (RISC) и управляют специфичным для последовательности расщеплением мРНК-мишени. Та-миРНК классифицируются как миРНК, поскольку они возникают из двухцепочечной РНК (дцРНК). [4]
Открытие
[ редактировать ]ta-siRNA были первоначально обнаружены в 2004 году у цветущего растения Arabidopsis thaliana . [1] [2] Первоначальные описания обнаружили участие растительного белка-супрессора молчания генов 3 (SGS3) и фермента РНК-зависимой РНК-полимеразы 6 (RDR6).
Биогенез
[ редактировать ]
Ta-siRNA генерируются из некодирующих транскриптов посредством Argonaute, опосредованного расщепления микроРНК, с последующим преобразованием в двухцепочечную РНК с помощью RDR6. [5] Полученная дцРНК далее обрабатывается дайсероподобным ферментом 4 из 21 нуклеотида (DCL4) для получения фазированного массива миРНК из положений, прилегающих к сайту расщепления миРНК. [6]
существует четыре семейства локусов, генерирующих ta-siRNA ( гены TAS ) У A. thaliana . Семействам TAS1, TAS2 и TAS4 для расщепления требуется один сайт связывания микроРНК, тогда как для TAS3 требуются два сайта связывания. [7] Номера семейств генов TAS обычно не указывают на ортологию , например, семейство генов TAS1 мха не имеет общего предкового гена с Arabidopsis thaliana семейством генов TAS1 .
ТАС1 и ТАС2
[ редактировать ]Транскрипты TAS1/2 подвергаются первоначальному расщеплению, опосредованному AGO1, на 5'-конце, которое направляется miR173. Затем RDR6 преобразует транскрипт в двухцепочечный фрагмент РНК, который затем обрабатывается DCL4 с образованием миРНК из 21 нуклеотида с 2-нуклеотидными 3'-концами, которые нацелены на комплементарные мРНК в транс. [7]
ТАС4
[ редактировать ]Начальные шаги для семейства ta-siRNA TAS4 аналогичны шагам для TAS1 и TAS2. Семейство транскриптов TAS4 сначала подвергается направляемому miR828, опосредованному AGO1 расщеплению с последующим синтезом и процессингом дцРНК с помощью DCL4. [7]
ТАС3
[ редактировать ]В отличие от семейства, связывающего одну мРНК, TAS3 требует, чтобы направляющая мРНК miR390 связывала транскрипт в двух сайтах. Затем транскрипт расщепляется только по 3'-сайту связывания с помощью AGO7. Как и в случае с семействами TAS1, TAS2 и TAS3, RDR6 затем синтезирует фрагмент дцРНК, который далее процессируется DCL4. [7]
Механизм
[ редактировать ]Эндогенные ta-siRNA действуют посредством гетеро-молчания, что означает, что гены, на которые они нацелены для расщепления и репрессии, не имеют большого сходства с генами, из которых происходят siRNA. Это отличается от других эндогенных siRNA , которые действуют цис-цис и осуществляют автомолчание, подавляя экспрессию генов, которые такие же или во многом похожи на гены, из которых они произошли. Ранее считалось, что только miRNAs обладают гетеро-молчанием. [1] Как и другие siRNA, ta-siRNA включены в РНК-индуцированные комплексы молчания (RISC), где они направляют комплекс на расщепление целевых мРНК в середине одного комплементарного сайта и подавляют трансляцию. [1] [2] [8]
Член семейства белков Argonaute является компонентом всех эффекторных комплексов, подавляющих РНК, включая RISC, которые катализируют расщепление мРНК. [8] [9] В частности, у арабидопсиса, по-видимому, AGO7/ZIPPY играет роль в пути ta-siRNA, действуя во время TAS3 -зависимой регуляции ta-siRNA. AGO7/ZIPPY не играет роли в механизмах биогенеза та-миРНК TAS1 или TAS2 . [9] ta-siRNA могут быть загружены в комплексы AGO1 для управления расщеплением целевой мРНК. [10]
Присутствие в растениях
[ редактировать ]Помимо присутствия у A. thaliana , [6] Наличие та-миРНК также было обнаружено у мха Physcomitrella patens . [5] кукуруза , [11] Ориза сатива (рис), [12] и другие растения. TAS3 Транс-действующая короткоинтерферирующая РНК , нацеленная на факторы ответа на ауксин («tasiR-ARF»), является примером та-миРНК, которая, как было показано, присутствует не только в арабидопсисе, но и во всех предыдущих примерах. TasiR-ARF отвечает за регуляцию сигнальной молекулы ауксина . Он делает это, направляя на деградацию мРНК, которая кодирует несколько генов фактора ответа на ауксин (ARF). [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и Васкес Ф., Вошере Х., Раджагопалан Р., Леперс К., Гашиолли В., Мэллори А.С., Хилберт Дж.Л., Бартель Д.П., Крете П. (октябрь 2004 г.). «Эндогенные транс-действующие миРНК регулируют накопление мРНК Arabidopsis» . Мол. Клетка . 16 (1): 69–79. doi : 10.1016/j.molcel.2004.09.028 . ПМИД 15469823 .
- ^ Jump up to: а б с Перагин А., Ёсикава М., Ву Г., Альбрехт Х.Л., Поетиг Р.С. (октябрь 2004 г.). «SGS3 и SGS2/SDE1/RDR6 необходимы для развития молоди и продукции транс-действующих миРНК у Arabidopsis» . Генс Дев . 18 (19): 2368–79. дои : 10.1101/gad.1231804 . ПМК 522987 . ПМИД 15466488 .
- ^ Экстелл М.Дж., Ян С., Раджагопалан Р., Бартель Д.П. (ноябрь 2006 г.). «Двухкратный триггер биогенеза миРНК у растений» . Клетка . 127 (3): 565–77. дои : 10.1016/j.cell.2006.09.032 . ПМИД 17081978 .
- ^ Экстелл, Майкл Дж. (29 апреля 2013 г.). «Классификация и сравнение малых РНК растений». Ежегодный обзор биологии растений . 64 (1): 137–159. doi : 10.1146/annurev-arplant-050312-120043 . ПМИД 23330790 .
- ^ Jump up to: а б Талмор-Нейман М., Став Р., Клипкан Л., Буксдорф К., Баулкомб, округ Колумбия, Арази Т. (ноябрь 2006 г.). «Идентификация транс-действующих миРНК во мхе и РНК-зависимой РНК-полимеразы, необходимой для их биогенеза» . Плант Дж . 48 (4): 511–21. дои : 10.1111/j.1365-313X.2006.02895.x . ПМИД 17076803 .
- ^ Jump up to: а б Аллен Э., Се З., Густафсон А.М., Кэррингтон Дж.К. (апрель 2005 г.). «Фазирование, направленное на микроРНК, во время биогенеза транс-действующих миРНК у растений» . Клетка . 121 (2): 207–21. дои : 10.1016/j.cell.2005.04.004 . ПМИД 15851028 .
- ^ Jump up to: а б с д Аллен Э., Хауэлл, доктор медицины (октябрь 2010 г.). «МиРНК в биогенезе транс-действующих миРНК у высших растений». Семин. Сотовое развитие. Биол . 21 (8): 798–804. дои : 10.1016/j.semcdb.2010.03.008 . ПМИД 20359543 .
- ^ Jump up to: а б Томари И., Замор PD (март 2005 г.). «Перспектива: машины для RNAi» . Генс Дев . 19 (5): 517–29. дои : 10.1101/gad.1284105 . ПМИД 15741316 .
- ^ Jump up to: а б Адено X, Эльмаян Т, Лорсерг Д, Буте С, Буше Н, Гашолли В, Вошере Х (май 2006 г.). «DRB4-зависимые транс-действующие миРНК TAS3 контролируют морфологию листьев посредством AGO7» . Курс. Биол . 16 (9): 927–32. дои : 10.1016/j.cub.2006.03.035 . ПМИД 16682354 .
- ^ У Л, Мао Л, Ци Ю (октябрь 2012 г.). «Роль белков, подобных дайсеру, и белков-аргонавтов, в метилировании ДНК, вызываемом небольшой интерферирующей РНК, вызываемом TAS» . Физиол растений . 160 (2): 990–9. дои : 10.1104/стр.112.200279 . ПМЦ 3461571 . ПМИД 22846193 .
- ^ Jump up to: а б Уильямс Л., Карлес К.С., Осмонт К.С., Флетчер Дж.К. (июль 2005 г.). «Метод анализа базы данных идентифицирует эндогенную транс-действующую короткоинтерферирующую РНК, которая нацелена на гены ARF2, ARF3 и ARF4 арабидопсиса» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 102 (27): 9703–8. Бибкод : 2005PNAS..102.9703W . дои : 10.1073/pnas.0504029102 . ПМЦ 1172271 . ПМИД 15980147 .
- ^ Хейзель С.Е., Чжан Ю., Аллен Э., Го Л., Рейнольдс Т.Л., Ян Х, Ковалич Д., Робертс Дж.К. (2008). «Характеристика уникальных малых популяций РНК из рисового зерна» . ПЛОС ОДИН . 3 (8): e2871. Бибкод : 2008PLoSO...3.2871H . дои : 10.1371/journal.pone.0002871 . ПМК 2518513 . ПМИД 18716673 .
Виды нуклеиновых кислот |
|---|
