Стебель-петля - Stem-loop

Пример стебля-петли РНК

Стебель-петля внутримолекулярный базовая пара это узор, который может встречаться в одноцепочечных ДНК или, чаще, в РНК. Структура также известна как заколка для волос или петля для шпильки. Это происходит, когда две области одной цепи, обычно комплементарные в нуклеотид последовательность при чтении в противоположных направлениях, пара оснований образует двойную спираль, которая заканчивается непарной петлей. Полученная структура является ключевым строительным блоком многих РНК. второстепенные конструкции. Как важная вторичная структура РНК, она может направлять укладку РНК, защищать структурную стабильность матричной РНК (мРНК ), обеспечивают сайты узнавания РНК-связывающих белков и служат субстратом для ферментативных реакций.[1]

Становление и устойчивость

Формирование структуры стебель-петля зависит от стабильности образующихся областей спирали и петель. Первым условием является наличие последовательности, которая может складываться сама по себе, образуя парную двойную спираль. Стабильность этой спирали определяется ее длиной, количеством содержащихся в ней несоответствий или выпуклостей (небольшое количество допустимо, особенно в длинной спирали) и базовым составом парной области. Пары между гуанин и цитозин есть три водородные связи и более стабильны по сравнению с аденин -урацил пары, которых всего два. В РНК пары аденин-урацил с двумя водородными связями равны аденин-урацилу.тимин связь ДНК. Базовые взаимодействия стека, которые выравнивают пи-облигации баз ' ароматный кольца в благоприятной ориентации также способствуют образованию спирали.

Стабильность петли также влияет на формирование структуры стержень-петля. "Петли" длиной менее трех оснований стерически невозможно и не образуют. Большие петли без собственной вторичной структуры (например, псевдоузел спаривание) также нестабильны. Оптимальная длина петли обычно составляет 4-8 оснований. Один общий цикл с последовательностью UUCG известен как "тетрапетля "и особенно стабилен из-за взаимодействий в стопку оснований составляющих его нуклеотидов.

Структурные контексты

Стеблевые петли возникают в пре-микроРНК структурах и наиболее известна в переносить РНК, которые содержат три настоящих стержня-петли и один стержень, которые пересекаются по образцу клеверного листа. Антикодон, распознающий кодон вовремя перевод процесс расположен на одной из непарных петель тРНК. В РНК встречаются две вложенные структуры стебель-петля. псевдоузлы, где петля одной конструкции является частью второй ножки.

Много рибозимы также имеют структуру «стебель-петля». Саморасщепление рибозим-молот содержит три стержневые петли, которые встречаются в центральной непарной области, где расположен сайт расщепления. Основная вторичная структура рибозима в форме головки молотка необходима для активности саморасщепления.

Петли шпильки часто встречаются внутри 5'UTR прокариот. Эти структуры часто связаны белками или вызывают ослабление транскрипта для регулирования трансляции.[2]

Структура стебель-петля мРНК, формирующаяся на сайт связывания рибосомы может контролировать начало перевод.[3][4]

Структуры стержня-петли также важны в прокариотический rho-независимая терминация транскрипции. Петля шпильки образуется в мРНК нити во время транскрипции и вызывает РНК-полимераза диссоциировать от цепи матрицы ДНК. Этот процесс известен как rho-независимая или внутренняя терминация, а вовлеченные последовательности называются последовательностями терминатора.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Свобода, П., и Кара, А. (2006). РНК шпильки: вторичная структура первостепенной важности. Клеточные и молекулярные науки о жизни, 63 (7), 901-908.
  2. ^ Мейер, Мишель; Deiorio-Haggar K; Энтони Дж (июль 2013 г.). «Структуры РНК, регулирующие биосинтез рибосомных белков в бациллах». РНК Биология. 7. 10: 1160–1164. Дои:10.4161 / rna.24151. ЧВК  3849166. PMID  23611891.
  3. ^ Малыс Н, Нивинскас Р (2009). «Неканоническое расположение РНК в четных Т4 фагах: вмещает сайт связывания рибосомы в межцистронном соединении гена 26-25». Мол Микробиол. 73 (6): 1115–1127. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2009.06840.x. PMID  19708923.
  4. ^ Малис Н., Маккарти JEG (2010). «Инициирование перевода: можно ожидать вариаций в механизме». Клеточные и молекулярные науки о жизни. 68 (6): 991–1003. Дои:10.1007 / s00018-010-0588-z. PMID  21076851.