Непереведенный регион - Untranslated region

Для использования в других целях см. UTR.
Сравнивать некодирующая РНК.
Поток генетической информации внутри клетки. ДНК изначально транскрибируется в информационная РНК (мРНК) молекула. Затем мРНК транслируется в белок. (Видеть Центральная догма молекулярной биологии.)
Структура мРНК, приблизительно в масштабе мРНК человека

В молекулярная генетика, непереведенный регион (или же UTR) относится к любому из двух разделов, по одному с каждой стороны кодирующая последовательность на нити мРНК. Если он найден на Сторона 5 футов, это называется 5 'UTR (или же лидерная последовательность), или, если он находится на стороне 3 ', он называется 3 'UTR (или же последовательность трейлера). мРНК - это РНК, несущая информацию от ДНК к рибосома, сайт синтеза белка (перевод ) внутри ячейки. МРНК изначально записано из соответствующей последовательности ДНК и затем транслируется в белок. Однако некоторые участки мРНК обычно не транслируются в белок, включая 5 'и 3' UTR.

Хотя они называются непереведенными регионами и не образуют кодирование белков область гена, uORFs расположенный в 5 'UTR, может быть переведен в пептиды.[1]

5 'UTR - это вверх по течению из кодирующей последовательности. В 5 'UTR находится последовательность, которая распознается рибосомой, которая позволяет рибосоме связываться и инициировать трансляцию. Механизм инициации трансляции отличается прокариоты и эукариоты. 3 'UTR находится сразу после кодона остановки трансляции. 3 'UTR играет важную роль в завершении трансляции, а также посттранскрипционная модификация.[2]

Эти часто длинные последовательности когда-то считались бесполезными или хлам мРНК, которая просто накапливалась за время эволюции. Однако теперь известно, что нетранслируемая область мРНК участвует во многих регуляторных аспектах экспрессии генов у эукариотических организмов. Важность этих некодирующих областей подтверждается эволюционными рассуждениями, так как естественный отбор в противном случае устранил бы эту непригодную для использования РНК.

Важно отличать UTR 5 'и 3' от других небелковая РНК. В кодовой последовательности пре-мРНК, могут быть найдены участки РНК, которые не будут включены в белковый продукт. Эти участки РНК называются интроны. РНК, образующаяся в результате сплайсинга РНК, представляет собой последовательность экзоны. Причина, по которой интроны не считаются нетранслируемыми областями, заключается в том, что интроны сплайсируются в процессе Сплайсинг РНК. Интроны не входят в состав зрелая мРНК молекула, которая подвергнется трансляции и, таким образом, считается РНК, не кодирующей белок.

История

Нетранслируемые участки мРНК стали предметом изучения еще в конце 1970-х годов, после того, как первая молекула мРНК была полностью секвенирована. В 1978 году 5 'UTR человека гамма-глобин мРНК была полностью секвенирована.[3] В 1980 году было проведено исследование 3 'UTR дублированных генов альфа-глобина человека.[4]

Эволюция

Нетранслируемая область наблюдается у прокариот и эукариот, хотя длина и состав могут варьироваться. У прокариот длина 5'-UTR обычно составляет от 3 до 10 нуклеотидов. У эукариот длина 5'-НТО может составлять от сотен до тысяч нуклеотидов. Это согласуется с более высокой сложностью геномов эукариот по сравнению с прокариотами. 3 'UTR также различаются по длине. В поли-А хвост необходим для предотвращения разрушения мРНК. Хотя существуют различия в длинах как 5 ', так и 3' UTR, было замечено, что длина 5 'UTR более консервативна в эволюции, чем длина 3' UTR.[5]

Прокариоты

5 'UTR прокариот состоит из Последовательность Шайна-Далгарно (5'-АГГАГГУ-3 ').[6] Эта последовательность находится на 3-10 пар оснований выше инициирующего кодона. Кодон инициации является стартовым сайтом трансляции в белок.

Эукариоты

5 'UTR у эукариот более сложен, чем у прокариот. Он содержит Консенсусная последовательность Козака (АККАУГГ).[7] Эта последовательность содержит кодон инициации. Кодон инициации является стартовым сайтом трансляции в белок.

Ссылки на болезнь

Важность этих нетранслируемых участков мРНК только начинает осознаваться. Проводятся различные медицинские исследования, которые выявили связь между мутациями в непереведенных областях и повышенным риском развития определенного заболевания, например рака. Например, ассоциации между полиморфизмами в области 3′UTR HLA-G и развитием колоректальный рак были обнаружены.[8] Полиморфизмы одиночных нуклеотидов в 3 'UTR другого гена также были связаны с восприимчивостью к преждевременные роды.[9] Мутации в 3 'UTR гена APP связаны с развитием церебральная амилоидная ангиопатия.[10]

Дальнейшее изучение

Благодаря недавнему исследованию непереведенных регионов собрана общая информация о природе и функциях этих элементов. Однако об этих участках мРНК еще многое неизвестно. Поскольку регуляция экспрессии генов имеет решающее значение для правильного функционирования клеток, это область исследований, которая требует дальнейшего изучения. Важно учитывать, что мутации в 3'-нетранслируемых областях могут изменять экспрессию нескольких генов, которые могут казаться несвязанными.[11] Мы только начинаем понимать связь между надлежащим функционированием непереведенных областей и болезненными состояниями клеток.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Вилела, Кристина; Маккарти, Джон Э. Г. (01.08.2003). «Регулирование экспрессии генов грибов с помощью коротких открытых рамок считывания в 5'-нетранслируемой области мРНК». Молекулярная микробиология. 49 (4): 859–867. Дои:10.1046 / j.1365-2958.2003.03622.x. ISSN  0950-382X. PMID  12890013.
  2. ^ Барретт, Люси В.; Флетчер, Сью; Уилтон, Стив Д. (2013). Нетранслируемые участки генов и другие некодирующие элементы. Springer. ISBN  978-3-0348-0679-4.
  3. ^ Chang, J.C .; Poon, R .; Neumann, K. H .; Кан, Ю. В. (1978-10-01). «Нуклеотидная последовательность 5'-нетранслируемой области мРНК гамма-глобина человека». Исследования нуклеиновых кислот. 5 (10): 3515–3522. Дои:10.1093 / nar / 5.10.3515. ISSN  0305-1048. ЧВК  342692. PMID  318162.
  4. ^ Michelson, A.M .; Оркин, С. Х. (1980-11-01). «3 'нетранслируемые области дублированных генов альфа-глобина человека неожиданно расходятся». Клетка. 22 (2 Пет 2): 371–377. Дои:10.1016/0092-8674(80)90347-5. ISSN  0092-8674. PMID  7448866. S2CID  54238986.
  5. ^ Линь, Чжэнго; Ли, Вэнь-Сюн (01.01.2012). «Эволюция длины 5 'нетранслируемой области и репрограммирование экспрессии генов у дрожжей». Молекулярная биология и эволюция. 29 (1): 81–89. Дои:10.1093 / молбев / msr143. ISSN  1537-1719. ЧВК  3245540. PMID  21965341.
  6. ^ Джин, H; Чжао, Q; Гонсалес; de Valdivia, EI; Арделл, DH; Стенстрём, М; Исакссон, Лос-Анджелес (апрель 2006 г.). «Влияние на экспрессию генов in vivo с помощью последовательности Шайна-Далгарно». Молекулярная микробиология. 60 (2): 480–492. Дои:10.1111 / j.1365-2958.2006.05110.x. PMID  16573696.
  7. ^ Накагава, Итак; Ниймура, Ёсихито; Годжобори, Такаши; Танака, Хироши; Миура, Кин-ичиро (01.02.2008). «Разнообразие предпочтительных нуклеотидных последовательностей вокруг кодона инициации трансляции в геномах эукариот». Исследования нуклеиновых кислот. 36 (3): 861–871. Дои:10.1093 / нар / гкм1102. ISSN  0305-1048. ЧВК  2241899. PMID  18086709.
  8. ^ М. Гарциера, Э. Катамо, С. Кровелла, М. Монтико, Э. Чеккин, С. Лонарди, Э. Мини, С. Нобили, Л. Романато и Г. Тоффоли (2015). «Ассоциация полиморфизмов HLA-G 3′UTR с колоректальным раком в Италии: первое понимание». Международный журнал иммуногенетики. 43 (1): 32–39. Дои:10.1111 / iji.12243. PMID  26752414.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  9. ^ Чжу, Цинь; Чен, Инь; Дай, Цзяньжун; Ван, Бэнцзин; Лю Миньцзюань; Ван, Юнь; Тао, Цзяньин; Ли, Хун (01.01.2015). «Полиморфизм метилентетрагидрофолатредуктазы в 3'-нетранслируемой области связан с предрасположенностью к преждевременным родам». Переводческая педиатрия. 4 (1): 57–62. Дои:10.3978 / j.issn.2224-4336.2015.01.02. ISSN  2224-4344. ЧВК  4729064. PMID  26835361.
  10. ^ Г. Николя, Д. Валлон, К. Гупиль, А.-К. Ричард и К. Поттье, В. Дорваль, М. Саров-Ривьер, Ф. Риан, Д. Эрве, П. Амуйель, М. Герше, Б. Ндамба-Бандзузи, П. Мбелессо и Ж.-Ф. Дартиг и Ж.-К. Ламберт и П.-М. Preux, T. Frebourg, D. Campion, D. Hannequin, E. Tournier-Lasserve, S. S. Hebert, A. Rovelet-Lecrux (2016). «Мутация в 3'-нетранслируемой области АРР как генетическая детерминанта церебральной амилоидной ангиопатии». Европейский журнал генетики человека. 24 (1): 92–98. Дои:10.1038 / ejhg.2015.61. ЧВК  4795229. PMID  25828868.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  11. ^ Чаттерджи, Сангита; Пал, Джаянта К. (01.05.2009). «Роль 5'- и 3'-нетранслируемых областей мРНК в заболеваниях человека». Биология клетки. 101 (5): 251–262. Дои:10.1042 / BC20080104. ISSN  1768-322X. PMID  19275763. S2CID  22689654.

внешняя ссылка