ретро
| Ретрон мср РНК | |
|---|---|
 Предсказанная вторичная структура и сохранение последовательности msr | |
| Идентификаторы | |
| Символ | мср |
| Рфам | RF00170 |
| Другие данные | |
| РНК Тип | Ген |
| Домен(ы) | Бактерии |
| ТАК | ТАК: 0000233 |
| PDB Структуры | ПДБе |
Ретрон , — это отдельная последовательность ДНК обнаруженная в геноме многих видов бактерий , которая кодирует обратную транскриптазу и уникальный одноцепочечный гибрид ДНК/РНК, называемый мультикопийной одноцепочечной ДНК (мсДНК). Ретрон мср РНК представляет собой некодирующую РНК, продуцируемую элементами ретрона, и является непосредственным предшественником синтеза мсДНК. Ретронная мср-РНК сворачивается в характерную вторичную структуру, которая содержит консервативный остаток гуанозина в конце ножковой петли. Синтез ДНК с помощью обратной транскриптазы (RT), кодируемой ретроном, приводит к образованию химеры ДНК/РНК , которая состоит из небольшой одноцепочечной ДНК, связанной с небольшой одноцепочечной РНК. Нить РНК соединена с 5'- концом цепи ДНК посредством 2'-5'-фосфодиэфирной связи, которая возникает из 2'-положения консервативного внутреннего остатка гуанозина.
Последовательность и структура
[ редактировать ]
Длина элементов Retron составляет около 2 КБ. Они содержат один оперон, контролирующий синтез транскрипта РНК, несущего три локуса: msr , msd и ret , которые участвуют в синтезе мсДНК. Часть ДНК мсДНК кодируется геном msd , часть РНК — геном msr , а продуктом гена ret является обратная транскриптаза, подобная RT, продуцируемым ретровирусами и другими типами ретроэлементов. [1] Как и другие обратные транскриптазы, ретрон RT содержит семь областей консервативных аминокислот (обозначенных цифрами 1–7 на рисунке), включая высококонсервативную последовательность tyr - ala - asp - asp (YADD), связанную с каталитическим ядром. Продукт гена ret отвечает за процессинг части msd/msr транскрипта РНК в мсДНК.
Классификация и возникновение
[ редактировать ]В течение многих лет после открытия обратных транскриптаз в вирусах животных считалось, что они отсутствуют у прокариот . Однако в настоящее время RT-кодирующие элементы, т.е. ретроэлементы , обнаружены у самых разных бактерий:
- Ретроны были первым семейством ретроэлементов, обнаруженным у бактерий; два других семейства известных бактериальных ретроэлементов:
- интроны группы II : интроны группы II представляют собой наиболее охарактеризованный бактериальный ретроэлемент и единственный известный тип, демонстрирующий автономную подвижность; они состоят из RT, закодированного в каталитической структуре самосплайсинговой РНК. Подвижность интронов группы II опосредуется рибонуклеопротеином, содержащим лариат интрона, связанный с двумя белками, кодируемыми интронами. [2]
- ретроэлементы, генерирующие разнообразие (DGR). [3] DGR не являются мобильными, но выполняют функцию диверсификации последовательностей ДНК. [2] Например, DGR опосредуют переключение между патогенной и свободноживущей фазами Bordetella . [4]
Функция
[ редактировать ]Поскольку ретроны неподвижны, их появление у различных видов бактерий не является феноменом « эгоистичной ДНК ». Скорее, бактериальные ретроны обеспечивают некоторую защиту от фаговой инфекции бактериальным хозяевам. Несколько ретронов расположены в участках ДНК рядом с определенными генами, кодирующими эффекторы белков. Когда их экспрессия активируется, большинство этих эффекторов и связанных с ними ретронов функционируют вместе, блокируя фаговую инфекцию. [5] [6]
Ретроны превращаются в инструменты редактирования генома . [7]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Лэмпсон BC, Иноуе М, Иноуе С (2005). «Ретроны, мсДНК и бактериальный геном» (PDF) . Цитогенетический геном Res . 110 (1–4): 491–499. дои : 10.1159/000084982 . ПМИД 16093702 . S2CID 24854188 .
- ^ Jump up to: а б Медекар Б., Милле Дж.Ф. (2007). «Ретроэлементы, создающие разнообразие» . Современное мнение в микробиологии . 10 (4): 388–395. дои : 10.1016/j.mib.2007.06.004 . ПМК 2703298 . ПМИД 17703991 .
- ^ Саймон Д.М., Циммерли С. (2008). «Разнообразие нехарактерных обратных транскриптаз у бактерий» . Нуклеиновые кислоты Рез . 36 (22): 7219–7229. CiteSeerX 10.1.1.358.8390 . дои : 10.1093/нар/gkn867 . ПМК 2602772 . ПМИД 19004871 .
- ^ Лю М, Джинджери М, Дулатов С.Р., Лю Ю., Ходс А., Бейкер С., Дэвис П., Симмондс М., Черчер С., Мангалл К., Куэйл М.А., Престон А., Харвилл Э.Т., Маскелл DJ, Эйзерлинг Ф.А., Паркхилл Дж., Миллер Дж.Ф. (2004). «Геномный и генетический анализ бактериофагов Bordetella , кодирующих кассеты переключения тропизма, опосредованные обратной транскриптазой» . Дж. Бактериол . 186 (5): 1503–1517. дои : 10.1128/JB.186.5.1503-1517.2004 . ПМК 344406 . ПМИД 14973019 .
- ^ Бобонис, Джейкоб; Митош, Карин; Матеуш, Андре; Керхер, Николай; Критикос, Джордж; Селкриг, Джоэл; Зиетек, Матильда; Монзон, Вивиан; Пфальц, Биргит; Гарсия-Сантамарина, Сарела; Галардини, Марко; Суэки, Анна; Кобаяши, Кэлли; Штейн, Фрэнк; Бейтман, Алекс (01 сентября 2022 г.). «Бактериальные ретроны кодируют трехсторонние системы токсин-антитоксин, защищающие фага» . Природа . 609 (7925): 144–150. дои : 10.1038/s41586-022-05091-4 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 35850148 . S2CID 250643138 .
- ^ Миллман А, Бернхейм А, Стокар-Авихайль А, Федоренко Т, Войчек М, Ливитт А, Оппенгеймер-Шаанан Ю, Сорек Р (2020). «Функция бактериальных ретронов в антифаговой защите» . Клетка . 183 (6): 1551–1561. doi : 10.1016/j.cell.2020.09.065 . ПМИД 33157039 .
- ^ Саймон А.Дж., Эллингтон А.Д., Финкельштейн И.Дж. (2019). «Ретроны и их применение в генной инженерии» . Исследования нуклеиновых кислот . 47 (21): 11007–11019. дои : 10.1093/nar/gkz865 . ПМК 6868368 . ПМИД 31598685 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Страница Retron msr RNA в Rfam
- Загадочная молекула в бактериях оказалась охранником , на: EurekAlert!, 5 ноября 2020 г. Источник: НАУЧНЫЙ ИНСТИТУТ ВЕЙЦМАНА