Menší spliceosom - Minor spliceosome

The menší spliceosom je ribonukleoprotein komplex, který katalyzuje odstranění (sestřih ) atypické třídy spliceosomálních introny (Typ U12) z eukaryotické messengerové RNA v rostlinách, hmyzu, obratlovcích a některých houbách (Rhizopus oryzae ). Tento proces se nazývá nekanonické spojování, na rozdíl od kanonického spojování závislého na U2. Introny typu U12 představují méně než 1% všech intronů v lidských buňkách. Nacházejí se však v genech vykonávajících základní buněčné funkce.

Ilustrace exonů a intronů v pre-mRNA. Zralá mRNA je tvořena sestřihem.

Včasné důkazy

Porovnání hlavních a vedlejších spojovacích mechanismů

Pozoruhodným rysem eukaryotických jaderných pre-mRNA intronů je relativně vysoká úroveň ochrany primárních sekvencí 5 'a 3' spojovacích míst ve velkém rozsahu organismů.

V letech 1989 až 1991 několik skupin uvedlo čtyři nezávislé příklady intronů se spojovacím místem, které se lišily od běžného intronu:

  • Gen proteinu chrupavkové matrice (CMP / MATN1) u lidí a kuřat
  • Gen proliferujícího buněčného nukleového proteinu P120 (NOL1) u lidí
  • Myší gen Rep3, pravděpodobně zapojený do opravy DNA
  • Gen Drosophila prospero, který kóduje protein homeoboxu

V roce 1991 ohlásil IJ Jackson porovnáním intronových sekvencí genů P120 a CMP existenci spojovacích míst ATATCC (5 ') a YYCAC (3') v těchto intronech. Nález naznačil možný nový spojovací mechanismus.

V roce 1994 S.L. Hall a R.A. Padgett porovnal primární sekvenci všech zpráv o čtyřech výše zmíněných genech. Výsledky navrhly nový typ intronů s 5 'spojovacími místy ATATCCTT a spojovacími místy YCCAC 3' a téměř neměnnou sekvencí TCCTTAAC poblíž 3 'konce intronů (tzv. 3' upstream prvek). Hledání malých sekvencí nukleární RNA, které jsou komplementární k těmto spojovacím místům, navrhlo U12 snRNA (odpovídá 3 'sekvenci) a U11 snRNA (odpovídá 5' sekvenci) jako domnělé faktory zapojené do sestřihu tohoto nového typu intronů.

Ve všech těchto čtyřech genech pre-mRNA obsahuje další introny, jejichž sekvence odpovídají sekvencím intronů hlavní třídy. Velikost ani poloha AT – AC intronu v hostitelském genu není zachována.

V roce 1996 Woan-Yuh Tarn a Joan A. Steitz popsal in vitro systém, který spojuje substrát pre-mRNA obsahující intron AT – AC odvozený z lidského genu P120. Psoralen síťování potvrzuje interakci párování bází předpovězenou Hallem a Padgettem mezi místem větvení substrátu pre-mRNA a RNA U12. Nativní gelová elektroforéza ukazuje, že U11, U12 a U5 snRNP se shromažďují na pre-mRNA P120 za vzniku sestřihových komplexů.

Struktura intronů typu U12

Ačkoli byly původně označovány jako AT-AC introny, ne všechny tyto introny jsou ohraničeny AT-AC dinukleotidy. Některé z nich mají přinejmenším konce GT-AG nebo AT-AG. Je tedy správnější hovořit o spojovacím stroji, které se používá k jejich zpracování, rozlišování mezi typem U2 (kanonický nebo hlavní) a typem U12 (nekanonický nebo vedlejší). Hlavními determinanty pro rozlišení intronů typu U2 a U12 jsou 5 'sekvence sestřihu a sekvence místa odbočky.[1]

U1 a U11 lze složit podobně

Menší spliceosom se skládá z U11, U12, U4atac, a U6atac, dohromady s U5 a neznámý počet non-snRNP proteinů. SnRNP U11, U12 a U4atac / U6atac jsou funkční analogy U1, U2 a U4 /U6 snRNP v hlavním spliceosomu.[2][3][4][5][6] Ačkoli menší U4atac a U6atac snRNA jsou funkčními analogy U4, respektive U6, sdílejí pouze omezenou sekvenční homologii (asi 40%). Sekvence U11 ve srovnání s U1, stejně jako U12 ve srovnání s U2, zcela nesouvisí. Navzdory této skutečnosti lze menší SnRNA U11, U12, U4atac a U6atac složit do struktur podobných U1, U2, U4 a U6.[7]

Umístění drobné spliceozomální aktivity

Většina odborníků považuje umístění spliceosomální aktivity pro spliceosom menší třídy v jádru.[Citace je zapotřebí ] Jediný článek však tvrdil, že minoritní spliceosom je aktivní v cytosolu.[8] Údaje uvedené v tomto článku nejsou v oboru plně přijaty a přímo odporují řadě dalších článků.

Vývoj

Stejně jako hlavní spliceosom měl i malý spliceosom časný původ: několik jeho charakteristických složek je přítomno v reprezentativních organismech ze všech eukaryotických superskupin, pro které existuje podstatná informace o sekvenci genomu. Kromě toho jsou funkčně důležité sekvenční prvky obsažené v intronech a snRNA typu U12 během evoluce vysoce konzervativní.

Viz také

Reference

Recenze:

  • Turunen, J. J., Niemelä, E. H., Verma, B., & Frilander, M. J (leden – únor 2013). „Další významný: sestřih podle malého spliceosomu“. Wiley Interdisciplinary Reviews: RNA. 4 (1): 61–76. doi:10.1002 / wrna.1141. PMC  3584512. PMID  23074130.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz) Posouzení.
  • Will CL, Lührmann R (srpen 2005). "Sestřih vzácné třídy intronů spliceozomem závislým na U12". Biol. Chem. 386 (8): 713–24. doi:10.1515 / BC.2005.084. PMID  16201866. Posouzení.

Klasické papíry:

Další reference:

  1. ^ Dietrich RC, Incorvaia R, Padgett RA (1997). "Koncové dinukleotidové sekvence intronů nerozlišují mezi introny závislými na U2 a U12". Molekulární buňka. 1 (1): 151–160. doi:10.1016 / S1097-2765 (00) 80016-7. PMID  9659912.
  2. ^ Hall SL, Padgett RA (1996). "Požadavek U12 snRNA pro in vivo sestřih menší třídy eukaryotických jaderných pre-mRNA intronů “. Věda. 271 (5256): 1716–8. doi:10.1126 / science.271.5256.1716. PMID  8596930.
  3. ^ Tarn WY, Steitz JA (1996). „Nový spliceosom obsahující snRNP U11, U12 a U5 vylučuje intron vedlejší třídy (AT-AC) in vitro". Buňka. 84 (5): 801–11. doi:10.1016 / S0092-8674 (00) 81057-0. PMID  8625417.
  4. ^ Kolossova I, Padgett RA (1997). „U11 snRNA interaguje in vivo s 5 'spojovacím místem pre-mRNA intronů závislých na U12 (AU-AC)“ “. RNA. 3 (3): 227–33. PMC  1369475. PMID  9056760.
  5. ^ Yu YT, Steitz JA (1997). „Site-specific crosslinking of mammalian U11 and U6atac to the 5 ′ splice site of an AT – AC intron“. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 94 (12): 6030–5. doi:10.1073 / pnas.94.12.6030. PMC  20995. PMID  9177163.
  6. ^ Incorvaia R, Padgett RA (1998). „Párování bází s U6atac snRNA je vyžadováno pro 5 'aktivaci místa sestřihu intronů závislých na U12 in vivo“. RNA. 4 (6): 709–18. doi:10.1017 / S1355838298980207. PMC  1369652. PMID  9622129.
  7. ^ Tarn WY, Steitz JA (1996). "Vysoce odlišné U4 a U6 malé jaderné RNA potřebné pro sestřih vzácných AT-AC intronů". Věda. 273 (5283): 1824–32. doi:10.1126 / science.273.5283.1824. PMID  8791582.
  8. ^ König H, Matter N, Bader R, Thiele W, Müller F (16. listopadu 2007). „Sestřihová segregace: minoritní spliceosom působí mimo jádro a řídí proliferaci buněk“. Buňka. 131 (4): 1718–29. doi:10.1016 / j.cell.2007.09.043. PMID  18022366.