Nepřeložená oblast - Untranslated region

Pro další použití viz UTR.
Porovnat nekódující RNA.
Tok genetické informace v buňce. DNA je původně přepsán do a messenger RNA (mRNA) molekula. MRNA je poté přeložena do a protein. (Vidět Centrální dogma molekulární biologie.)
struktura mRNA, přibližně v měřítku pro lidskou mRNA

v molekulární genetika, an nepřeložená oblast (nebo UTR) označuje kteroukoli ze dvou částí, jednu na každé straně a sekvence kódování na prameni mRNA. Pokud je nalezen na 5 'strana, nazývá se to 5 'UTR (nebo vedoucí sekvence), nebo pokud se nachází na 3 'straně, nazývá se to 3 'UTR (nebo sekvence přívěsu). mRNA je RNA, která přenáší informace z DNA do ribozom, místo syntézy bílkovin (překlad ) v buňce. MRNA je zpočátku přepsal z odpovídající sekvence DNA a poté převedeny na protein. Několik oblastí mRNA však obvykle není přeloženo do proteinu, včetně 5 'a 3' UTR.

I když se jim říká nepřekládané oblasti a netvoří kódování bílkovin oblast genu, uORF umístěné v 5 'UTR lze přeložit do peptidy.[1]

5 'UTR je proti proudu z kódovací sekvence. V 5 'UTR je sekvence, která je rozpoznána ribozomem, což umožňuje ribosomu vázat se a iniciovat translaci. Mechanismus iniciace překladu se liší v prokaryoty a eukaryoty. 3 'UTR je nalezen bezprostředně za translačním stop kodonem. 3 'UTR hraje rozhodující roli při ukončení překladu stejně jako post-transkripční modifikace.[2]

Tyto často dlouhé sekvence byly kdysi považovány za zbytečné nebo haraburdí mRNA, která se jednoduše nahromadila v průběhu evolučního času. Nyní je však známo, že nepřekládaná oblast mRNA se podílí na mnoha regulačních aspektech genové exprese v eukaryotických organismech. Důležitost těchto nekódujících oblastí je podporována evolučním uvažováním, as přírodní výběr by jinak eliminoval tuto nepoužitelnou RNA.

Je důležité odlišit 5 'a 3' UTR od ostatních neprotein kódující RNA. V rámci sekvence kódování pre-mRNA lze nalézt části RNA, které nebudou obsaženy v proteinovém produktu. Tyto části RNA se nazývají introny. RNA, která je výsledkem sestřihu RNA, je sekvence exony. Důvodem, proč se introny nepovažují za nepřekládané oblasti, je to, že introny jsou v procesu spojeny Sestřih RNA. Introny nejsou zahrnuty v zralá mRNA molekula, která podstoupí translaci, a proto se považuje za RNA, která nekóduje protein.

Dějiny

Nepřekládané oblasti mRNA se staly předmětem studia již na konci 70. let, poté, co byla plně sekvenována první molekula mRNA. V roce 1978, 5 'UTR člověka gama-globin mRNA byla plně sekvenována.[3] V roce 1980 byla provedena studie o 3 'UTR duplikovaných lidských genů alfa-globinu.[4]

Vývoj

Nepřekládaná oblast je vidět u prokaryot a eukaryot, i když se délka a složení mohou lišit. U prokaryot je 5 'UTR typicky dlouhý mezi 3 a 10 nukleotidy. U eukaryot může být 5 'UTR dlouhá stovky až tisíce nukleotidů. To odpovídá vyšší složitosti genomů eukaryot ve srovnání s prokaryoty. 3 'UTR se také liší délkou. The poly-A ocas je nezbytný pro zabránění degradaci mRNA. I když existují rozdíly v délkách jak 5 ', tak 3' UTR, bylo vidět, že délka 5 'UTR je ve vývoji mnohem konzervativnější než délka 3' UTR.[5]

Prokaryotes

5 'UTR prokaryot se skládá z Sekvence Shine-Dalgarno (5'-AGGAGGU-3 ').[6] Tato sekvence se nachází 3 až 10 párů bází proti proudu od iniciačního kodonu. Iniciační kodon je počátečním místem translace na protein.

Eukaryoty

5 'UTR eukaryot je složitější než prokaryoty. Obsahuje a Kozakova konsenzuální sekvence (ACCAUGG).[7] Tato sekvence obsahuje iniciační kodon. Iniciační kodon je počátečním místem translace na protein.

Odkazy na nemoci

Význam těchto nepřekládaných oblastí mRNA teprve začíná být pochopen. Provádějí se různé lékařské studie, které zjistily souvislosti mezi mutacemi v nepřekládaných oblastech a zvýšeným rizikem rozvoje konkrétního onemocnění, jako je rakovina. Například asociace mezi polymorfismy v oblasti HLA-G 3'UTR a vývojem kolorektální karcinom byly objeveny.[8] Jednonukleotidové polymorfismy v 3 'UTR jiného genu byly také spojeny s náchylností k předčasný porod.[9] Mutace v 3 'UTR genu APP souvisí s vývojem cerebrální amyloidová angiopatie.[10]

Další studie

Prostřednictvím nedávné studie nepřekládaných oblastí byly shromážděny obecné informace o povaze a funkci těchto prvků. O těchto oblastech mRNA však stále není známo mnoho. Protože regulace genové exprese je zásadní pro správnou funkci buněk, je to oblast studia, kterou je třeba dále prozkoumat. Je důležité vzít v úvahu, že mutace v 3 'nepřekládaných oblastech mají potenciál změnit expresi několika genů, které se mohou jevit jako nesouvisející.[11] Začínáme chápat vazby mezi správnou funkcí nepřekládané oblasti a chorobnými stavy buněk.

Viz také

Reference

  1. ^ Vilela, Cristina; McCarthy, John E. G. (01.08.2003). "Regulace exprese fungálního genu prostřednictvím krátkých otevřených čtecích rámců v mRNA 5 'nepřekládané oblasti". Molekulární mikrobiologie. 49 (4): 859–867. doi:10.1046 / j.1365-2958.2003.03622.x. ISSN  0950-382X. PMID  12890013.
  2. ^ Barrett, Lucy W; Fletcher, Sue; Wilton, Steve D (2013). Nepřekládané genové oblasti a další nekódující prvky. Springer. ISBN  978-3-0348-0679-4.
  3. ^ Chang, J. C .; Poon, R .; Neumann, K. H .; Kan, Y. W. (10.10.1978). „Nukleotidová sekvence 5 'nepřekládané oblasti lidské gama-globinové mRNA“. Výzkum nukleových kyselin. 5 (10): 3515–3522. doi:10.1093 / nar / 5.10.3515. ISSN  0305-1048. PMC  342692. PMID  318162.
  4. ^ Michelson, A. M .; Orkin, S.H. (1980-11-01). "3 'nepřekládané oblasti duplikovaných lidských genů alfa-globinu jsou neočekávaně odlišné". Buňka. 22 (2 Pt 2): 371–377. doi:10.1016/0092-8674(80)90347-5. ISSN  0092-8674. PMID  7448866. S2CID  54238986.
  5. ^ Lin, Zhenguo; Li, Wen-Hsiung (01.01.2012). "Vývoj délky 5 'nepřekládané oblasti a přeprogramování genové exprese v kvasinkách". Molekulární biologie a evoluce. 29 (1): 81–89. doi:10,1093 / molbev / msr143. ISSN  1537-1719. PMC  3245540. PMID  21965341.
  6. ^ Jin, H; Zhao, Q; Gonzalez; de Valdivia, EI; Ardell, DH; Stenström, M; Isaksson, LA (duben 2006). "Vlivy na genovou expresi in vivo Shine-Dalgarnovou sekvencí". Molekulární mikrobiologie. 60 (2): 480–492. doi:10.1111 / j.1365-2958.2006.05110.x. PMID  16573696.
  7. ^ Nakagawa, tak; Niimura, Yoshihito; Gojobori, Takashi; Tanaka, Hiroši; Miura, Kin-ichiro (01.02.2008). „Rozmanitost preferovaných nukleotidových sekvencí kolem kodonu iniciace translace v genomech eukaryotů“. Výzkum nukleových kyselin. 36 (3): 861–871. doi:10.1093 / nar / gkm1102. ISSN  0305-1048. PMC  2241899. PMID  18086709.
  8. ^ M. Garziera a E. Catamo a S. Crovella a M. Montico a E. Cecchin a S. Lonardi a E. Mini a S. Nobili a L. Romanato a G. Toffoli (2015). „Sdružení polymorfismů HLA-G 3′UTR s kolorektálním karcinomem v Itálii: první pohled“. International Journal of Imunogenetics. 43 (1): 32–39. doi:10.1111 / iji.12243. PMID  26752414.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  9. ^ Zhu, Qin; Chen, Ying; Dai, Jianrong; Wang, Benjing; Liu, Minjuan; Wang, Yun; Tao, Jianying; Li, Hong (01.01.2015). „Polymorfismy methylenetetrahydrofolátreduktázy na 3'-nepřekládané oblasti jsou spojeny s náchylností k předčasnému porodu“. Translační pediatrie. 4 (1): 57–62. doi:10.3978 / j.issn.2224-4336.2015.01.02. ISSN  2224-4344. PMC  4729064. PMID  26835361.
  10. ^ G. Nicolas a D. Wallon a C. Goupil a A.-C. Richard a C. Pottier a V. Dorval a M. Sarov-Riviere a F. Riant a D. Herve a P. Amouyel a M. Guerchet a B. Ndamba-Bandzouzi a P. Mbelesso a J.-F. Dartigues a J.-C. Lambert a P.-M. Preux a T. Frebourg a D. Campion a D. Hannequin a E. Tournier-Lasserve a S. S. Hebert a A. Rovelet-Lecrux (2016). „Mutace v 3'-nepřekládané oblasti APP jako genetický determinant cerebrální amyloidní angiopatie“. European Journal of Human Genetics. 24 (1): 92–98. doi:10.1038 / ejhg.2015.61. PMC  4795229. PMID  25828868.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  11. ^ Chatterjee, Sangeeta; Pal, Jayanta K. (2009-05-01). "Role 5'- a 3'-nepřekládaných oblastí mRNA při lidských onemocněních". Biologie buňky. 101 (5): 251–262. doi:10.1042 / BC20080104. ISSN  1768-322X. PMID  19275763. S2CID  22689654.

externí odkazy