Редактирование РНК

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

Редактирование РНК (англ. RNA editing) — молекулярно-биологический процесс, в ходе которого информация, содержащаяся в молекуле РНК изменяется путём химической модификации оснований. В настоящее время показано редактирование транспортных РНК, рибосомных РНК и матричных РНК эукариот. Редактирование РНК в клетках прокариот не описано. Вероятно, со временем, процессы, подобные редактированию РНК, будут описаны и в клетках прокариот. Редактирование РНК обычно происходит в ядре клетки, цитозоле, а также в митохондриях и пластидах, органоидах, которые произошли из прокариотических эндосимбионтов.

По-видимому, большая часть реакций редактирования РНК, являются относительно поздними эволюционными событиями, возникшими независимо у разных таксонов. Разнообразие механизмов редактирования РНК включает в себя модификацию нуклеозидов, например, дезаминирование цитидина (С) в уридин (U) и аденозина (A) в инозин, а также вставки нуклеотидов без матрицы. Редактирование РНК в случае мРНК значительно изменяет последовательность кодируемого полипептида, таким образом, транслируемый белок может сильно отличаться от закодированного в геномной ДНК.[1]





Редактирование путём вставки или делеции

Редактирование РНК путём встраивания или удаления урацилов было описано в митохондриях кинетопластид Trypanosoma brucei.[2][3][4][5][6][7][8][9][10] Редактирование РНК начинается со спаривания первичного нередактированного транскрипта с guide RNA (ведущей РНК), которая содержит комплементарные последовательности около сайтов встраивания или удаления. Образующийся двуцепочечный участок далее покрывается эдитосомой, крупным многобелковым комплексом, катализирующим редактирование РНК.[3][4] Эдитосома начинает встраивание уридинов по первому положению неспаренных нуклеотидов. Встраиваемые уридины образуют комплементарные связи с guide RNA и встраивание продолжается до того момента, как в ведущей РНК встречаются A или G и останавливается при появлении C или U.[5][6] Встраиваемые нуклеотиды вызывают сдвигание рамки считывания и приводит к тому, что транслируемый белок отличается от кодирующей последовательности гена.

В ходе редактирования происходит разрезание по сайту, где не образуются комплементарные пары между guide RNA и нередактированным транскриптом. Следующая стадия катализируется ферментом концевой U-трансферазой, которая добавляет U из UTP по 3'-концу мРНК.[7] «Открытые» концы удерживаются другими белками эдитосомного комплекса. Другой фермент, U-специфичная экзорибонуклеаза, удаляет неспаренные уридины. После того, как эдитосомный комплекс делает последовательность мРНК комплементарной gRNA, РНК-лигаза соединяет концы редактированной мРНК.[8][10]

Эдитосомный комплекс способен редактировать мРНК лишь в направлении от 3'-конца к 5'-концу. Комплекс способен редактировать лишь по одной gRNA в момент времени. Рибонуклеиновый транскрипт, для которого требуется значительное редактирование, нуждается в нескольких gRNA и нескольких эдитосомных комплексах.

Происхождение и эволюция редактирования РНК

Система редактирования РНК у животных эволюционировала от деаминаз мононуклеотидов, при этом образовалось большое семейство генов, включающее в себя гены apobec-1 и adar. Эти гены имеют большое сходство с деаминазами бактерий, принимающих участие в метаболизме нуклеотидов.[11][12]

Деградация РНК

Недавние исследования показали участие системы редактирования РНК в деградации РНК.[13] Исследователи показали взаимодействие белков ADAR1 и hUpf1, ферментов, принимающих участие в пути антисмыслового распада мРНК, (en:nonsense-mediated mRNA decay, NMD). Было показано, что ADAR1 и hUpf1 входят в состав супраслайсосомы (англ. suprasliceosome) и образуют комплекс, снижающий активность специфических генов. Точный механизм такого распада изучен не полностью.

Напишите отзыв о статье "Редактирование РНК"

Примечания

  1. ↑ 1. RNA editing Brennicke A, Marchfelder A, Binder S. FEMS Microbiol Rev. 1999 Jun;23(3):297-316. Review. www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10371035
  2. ↑ Benne, R. (1994) RNA editing in trypanosomes. Eur. J. Biochem. 221, 9-23.
  3. ↑ 1 2 Arts, G.J. and Benne, R. (1996) Mechanism and evolution of RNA editing in kinetoplastida. Biochim. Biophys. Acta 1307, 39-54.
  4. ↑ 1 2 Alfonzo, J.D., Thiemann, T. and Simpson, L. (1997) The mechanism of U insertion/deletion RNA editing in kinetoplastid mitochondria. Nucleic Acids Res. 25, 3751-3759.
  5. ↑ 1 2 Blum, B., Bakalara, N. and Simpson, L. (1990) A model for RNA editing in kinetoplastid mitochondria: `Guide' RNA molecules transcribed from maxicircle DNA provide the edited information. Cell 60, 189—198.
  6. ↑ 1 2 Kable, M.L., Heidmann, S. and Stuart, K.D. (1997) RNA editing : getting U into RNA. Trends Biochem. Sci. 22, 162—166.
  7. ↑ 1 2 Simpson, L. and Thiemann, O.H. (1995) Sense from nonsense: RNA editing in mitochondria of kinetoplastid protozoa and slime molds. Cell 81, 837—840.
  8. ↑ 1 2 Stuart, K. (1991) RNA editing in mitochondrial mRNA of trypanosomatids. Trends Biochem. Sci. 16, 68-72.
  9. ↑ van der Spek, H., Arts, G.J., Zwaal, R.R., van den Burg, J., Sloof, P. and Benne, R. (1991) Conserved genes encode guide RNAs in mitochondria of Crithidia fasciculata. EMBO J. 10, 1217—1224.
  10. ↑ 1 2 Hajduk, S.L. and Sabatini, R.S. (1998) Mitochondrial mRNA editing in kinetoplastid protozoa. In: Modification and Editing of RNA (Grosjean, H. and Benne, R., Eds.), pp. 377—394. ASM Press, Washington, DC.
  11. ↑ Navaratnam, N., Fujino, T., Bayliss, J., Jarmuz, A., How, A., Richardson, N., Somasekaram, A., Bhattacharya, S., Carter, C. and Scott, J. (1998) Escherichia coli cytidine deaminase provides a molecular model for ApoB RNA editing and a mechanism for RNA substrate recognition. J. Mol. Biol. 275, 695—714.
  12. ↑ Carter, C.W. (1998) Nucleoside deaminases for cytidine and adenosine: comparisons with deaminases acting on RNA. In: Modification and Editing of RNA (Grosjean, H. and Benne, R., Eds.), pp. 363—376. ASM Press, Washington, DC.
  13. ↑ Agranat, L., Raitskin, O., Sperling, J., and Sperling, R. (2008) The Editing Enzyme ADAR1 and The mRNA Surveillance Protein hUpf1 Interact in the Cell Nucleus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 105, 5028-5033

Литература

  • Covello, P.S. and Gray, M.W. (1989) RNA editing in plant mitochondria. Nature 341, 662—666.
  • Gualberto, J.M., Lamattina, L., Bonnard, G., Weil, J.H. and Grienenberger, J.M. (1989) RNA editing in wheat mitochondria results in the conservation of protein sequences. Nature 341, 660—662.
  • Hiesel, R., Wissinger, B., Schuster, W. and Brennicke, A.(1989) RNA editing in plant mitochondria. Science 246, 1632—1634
  • Hoch, B., Maier, R.M., Appel, K., Igloi, G.L. and Ko" ssel, H. (1991) Editing of a chloroplast mRNA by creation of an initiation codon. Nature 353, 178—180.
  • Pring, D., Brennicke, A. and Schuster, W. (1993) RNA editing gives a new meaning to the genetic information in mitochondria and chloroplasts. Plant Mol. Biol. 21, 1163—1170.
  • Wissinger, B., Brennicke, A. and Schuster, W. (1992) Regeneration good sense: RNA editing and trans splicing in plant mitochondria. Trends Genet. 8, 322—328.
  • Grienenberger, J.M. (1993) RNA editing in plant organelles. In: RNA Editing (Benne, R., Ed.), Ellis Harwood, New York.
  • Malek, O., La"ttig, K., Hiesel, R., Brennicke, A. and Knoop, V. (1996) RNA editing in bryophytes and a molecular phylogeny of land plants. EMBO J. 15, 1403—1411.
  • Freyer, R., Kiefer-Meyer, M.C. and Ko" ssel, H. (1997) Occurrence of plastid RNA editing in all major lineages of land plants. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 12, 6285-6296.
  • Dietrich, A., Small, I., Cosset, A., Weil, J.H. and Mare¨chal- Drouard, L. (1996) Editing and import: Strategies for providing plant mitochondria with a complete set of functional transfer RNAs. Biochimie 75, 518—529.
  • Bock, R., Hermann, M. and Fuchs, M. (1997) Identi¢cation of critical nucleotide positions for plastid RNA editing site recognition. RNA 3, 1194—1299.
  • Gray, M.W. and Covello, P.S. (1993) RNA editing in plant mitochondria and chloroplasts. FASEB J. 7, 64-71.
  • Marchfelder, A., Binder, S., Brennicke, A. and Knoop, V. (1998) Preface. In: Modi¢cation and Editing of RNA (Grosjean, H. and Benne, R., Eds.), pp. 307–323. ASM Press, Washington, DC.
  • Price, D.H. and Gray, M.W. (1998) Editing of tRNA. In: Modification and Editing of RNA (Grosjean, H. and Benne, R., Eds.), pp. 289–306. ASM Press, Washington, DC
  • Clayton, D.A. (1992) Transcription and replication of animal mitochondrial DNAs. Int. Rev. Cytol. 141, 217—232.
  • Curran, J., Boeck, R. and Kolakofsky, D. (1991) The Sendai virus P gene expresses both an essential protein and an inhibitor of RNA synthesis by shuffling modules via mRNA editing. EMBO J. 10, 3079-3085.
  • Zheng, H., Fu, T.B., Lazinski, D. and Taylor, J. (1992) Editing on the genomic RNA of human hepatitis delta virus. J. Virol. 66, 4693-4697.
  • Kolakofsky, D. and Hausmann, S. (1998) Cotranscriptional paramyxovirus mRNA editing: a contradiction in terms? In: Modification and Editing of RNA (Grosjean, H. and Benne, R., Eds.), pp. 413–420. ASM Press, Washington, DC.
  • Carter, C.W. (1998) Nucleoside deaminases for cytidine and adenosine: comparisons with deaminases acting on RNA. In: Modification and Editing of RNA (Grosjean, H. and Benne, R., Eds.), pp. 363–376. ASM Press, Washington, DC.
  • Navaratnam, N., Fujino, T., Bayliss, J., Jarmuz, A., How, A., Richardson, N., Somasekaram, A., Bhattacharya, S., Carter, C. and Scott, J. (1998) Escherichia coli cytidine deaminase provides a molecular model for ApoB RNA editing and a mechanism for RNA substrate recognition. J. Mol. Biol. 275, 695—714.
  • Covello, P.S. and Gray, M.W. (1993) On the evolution of RNA editing. Trends Genet. 9, 265—268.
  • Lonergan, K.M. and Gray, M.W. (1993) Predicted editing of additional transfer RNAs in Acanthamoeba castellanii mitochondria. Nucleic Acids Res. 21, 4402.
  • Bachellerie, J.-P. and Cavaille, J. (1998) Small nucleolar RNAs guide the ribose methylations of eukaryotic rRNAs. In: Modi¢cation and Editing of RNA (Grosjean, H. and Benne, R., Eds.), pp. 255–272. ASM Press, Washington, DC.

Ссылки

  • [dna.kdna.ucla.edu/rna/index.aspx RNA editing website]
  • [www.lehigh.edu/swm3/public/www-data/A-to-I/A-to-IRNAeditingwebsite/ Редактирование A-I]
  • [164.67.39.27/plant/index.html Редактирование C-U]
Посттранскрипционные модификации
Ядерные
Факторы пре-мРНК
PLRG1[en] (PRPF3 • PRPF4[en] • PRPF4B[en] • PRPF6[en] • PRPF8 • PRPF18 • PRPF19[en] • PRPF31 • PRPF38A • PRPF38B • PRPF39 • PRPF40A[en] • PRPF40B[en])
Цитозольные


 В другом языковом разделе есть более полная статья RNA editing (англ.)
Вы можете помочь проекту, расширив текущую статью с помощью перевода.

Отрывок, характеризующий Редактирование РНК

Налево внизу, в тумане, слышалась перестрелка между невидными войсками. Там, казалось князю Андрею, сосредоточится сражение, там встретится препятствие, и «туда то я буду послан, – думал он, – с бригадой или дивизией, и там то с знаменем в руке я пойду вперед и сломлю всё, что будет предо мной».
Князь Андрей не мог равнодушно смотреть на знамена проходивших батальонов. Глядя на знамя, ему всё думалось: может быть, это то самое знамя, с которым мне придется итти впереди войск.
Ночной туман к утру оставил на высотах только иней, переходивший в росу, в лощинах же туман расстилался еще молочно белым морем. Ничего не было видно в той лощине налево, куда спустились наши войска и откуда долетали звуки стрельбы. Над высотами было темное, ясное небо, и направо огромный шар солнца. Впереди, далеко, на том берегу туманного моря, виднелись выступающие лесистые холмы, на которых должна была быть неприятельская армия, и виднелось что то. Вправо вступала в область тумана гвардия, звучавшая топотом и колесами и изредка блестевшая штыками; налево, за деревней, такие же массы кавалерии подходили и скрывались в море тумана. Спереди и сзади двигалась пехота. Главнокомандующий стоял на выезде деревни, пропуская мимо себя войска. Кутузов в это утро казался изнуренным и раздражительным. Шедшая мимо его пехота остановилась без приказания, очевидно, потому, что впереди что нибудь задержало ее.
– Да скажите же, наконец, чтобы строились в батальонные колонны и шли в обход деревни, – сердито сказал Кутузов подъехавшему генералу. – Как же вы не поймете, ваше превосходительство, милостивый государь, что растянуться по этому дефилею улицы деревни нельзя, когда мы идем против неприятеля.
– Я предполагал построиться за деревней, ваше высокопревосходительство, – отвечал генерал.
Кутузов желчно засмеялся.
– Хороши вы будете, развертывая фронт в виду неприятеля, очень хороши.
– Неприятель еще далеко, ваше высокопревосходительство. По диспозиции…
– Диспозиция! – желчно вскрикнул Кутузов, – а это вам кто сказал?… Извольте делать, что вам приказывают.
– Слушаю с.
– Mon cher, – сказал шопотом князю Андрею Несвицкий, – le vieux est d'une humeur de chien. [Мой милый, наш старик сильно не в духе.]
К Кутузову подскакал австрийский офицер с зеленым плюмажем на шляпе, в белом мундире, и спросил от имени императора: выступила ли в дело четвертая колонна?
Кутузов, не отвечая ему, отвернулся, и взгляд его нечаянно попал на князя Андрея, стоявшего подле него. Увидав Болконского, Кутузов смягчил злое и едкое выражение взгляда, как бы сознавая, что его адъютант не был виноват в том, что делалось. И, не отвечая австрийскому адъютанту, он обратился к Болконскому:
– Allez voir, mon cher, si la troisieme division a depasse le village. Dites lui de s'arreter et d'attendre mes ordres. [Ступайте, мой милый, посмотрите, прошла ли через деревню третья дивизия. Велите ей остановиться и ждать моего приказа.]
Только что князь Андрей отъехал, он остановил его.
– Et demandez lui, si les tirailleurs sont postes, – прибавил он. – Ce qu'ils font, ce qu'ils font! [И спросите, размещены ли стрелки. – Что они делают, что они делают!] – проговорил он про себя, все не отвечая австрийцу.
Князь Андрей поскакал исполнять поручение.
Обогнав всё шедшие впереди батальоны, он остановил 3 ю дивизию и убедился, что, действительно, впереди наших колонн не было стрелковой цепи. Полковой командир бывшего впереди полка был очень удивлен переданным ему от главнокомандующего приказанием рассыпать стрелков. Полковой командир стоял тут в полной уверенности, что впереди его есть еще войска, и что неприятель не может быть ближе 10 ти верст. Действительно, впереди ничего не было видно, кроме пустынной местности, склоняющейся вперед и застланной густым туманом. Приказав от имени главнокомандующего исполнить упущенное, князь Андрей поскакал назад. Кутузов стоял всё на том же месте и, старчески опустившись на седле своим тучным телом, тяжело зевал, закрывши глаза. Войска уже не двигались, а стояли ружья к ноге.
– Хорошо, хорошо, – сказал он князю Андрею и обратился к генералу, который с часами в руках говорил, что пора бы двигаться, так как все колонны с левого фланга уже спустились.
– Еще успеем, ваше превосходительство, – сквозь зевоту проговорил Кутузов. – Успеем! – повторил он.
В это время позади Кутузова послышались вдали звуки здоровающихся полков, и голоса эти стали быстро приближаться по всему протяжению растянувшейся линии наступавших русских колонн. Видно было, что тот, с кем здоровались, ехал скоро. Когда закричали солдаты того полка, перед которым стоял Кутузов, он отъехал несколько в сторону и сморщившись оглянулся. По дороге из Працена скакал как бы эскадрон разноцветных всадников. Два из них крупным галопом скакали рядом впереди остальных. Один был в черном мундире с белым султаном на рыжей энглизированной лошади, другой в белом мундире на вороной лошади. Это были два императора со свитой. Кутузов, с аффектацией служаки, находящегося во фронте, скомандовал «смирно» стоявшим войскам и, салютуя, подъехал к императору. Вся его фигура и манера вдруг изменились. Он принял вид подначальственного, нерассуждающего человека. Он с аффектацией почтительности, которая, очевидно, неприятно поразила императора Александра, подъехал и салютовал ему.
Неприятное впечатление, только как остатки тумана на ясном небе, пробежало по молодому и счастливому лицу императора и исчезло. Он был, после нездоровья, несколько худее в этот день, чем на ольмюцком поле, где его в первый раз за границей видел Болконский; но то же обворожительное соединение величавости и кротости было в его прекрасных, серых глазах, и на тонких губах та же возможность разнообразных выражений и преобладающее выражение благодушной, невинной молодости.
На ольмюцком смотру он был величавее, здесь он был веселее и энергичнее. Он несколько разрумянился, прогалопировав эти три версты, и, остановив лошадь, отдохновенно вздохнул и оглянулся на такие же молодые, такие же оживленные, как и его, лица своей свиты. Чарторижский и Новосильцев, и князь Болконский, и Строганов, и другие, все богато одетые, веселые, молодые люди, на прекрасных, выхоленных, свежих, только что слегка вспотевших лошадях, переговариваясь и улыбаясь, остановились позади государя. Император Франц, румяный длиннолицый молодой человек, чрезвычайно прямо сидел на красивом вороном жеребце и озабоченно и неторопливо оглядывался вокруг себя. Он подозвал одного из своих белых адъютантов и спросил что то. «Верно, в котором часу они выехали», подумал князь Андрей, наблюдая своего старого знакомого, с улыбкой, которую он не мог удержать, вспоминая свою аудиенцию. В свите императоров были отобранные молодцы ординарцы, русские и австрийские, гвардейских и армейских полков. Между ними велись берейторами в расшитых попонах красивые запасные царские лошади.
Как будто через растворенное окно вдруг пахнуло свежим полевым воздухом в душную комнату, так пахнуло на невеселый Кутузовский штаб молодостью, энергией и уверенностью в успехе от этой прискакавшей блестящей молодежи.
– Что ж вы не начинаете, Михаил Ларионович? – поспешно обратился император Александр к Кутузову, в то же время учтиво взглянув на императора Франца.
– Я поджидаю, ваше величество, – отвечал Кутузов, почтительно наклоняясь вперед.
Император пригнул ухо, слегка нахмурясь и показывая, что он не расслышал.
– Поджидаю, ваше величество, – повторил Кутузов (князь Андрей заметил, что у Кутузова неестественно дрогнула верхняя губа, в то время как он говорил это поджидаю ). – Не все колонны еще собрались, ваше величество.


Источник — «http://wiki-org.ru/wiki/index.php?title=Редактирование_РНК&oldid=73771023»