Нонсенс-опосредованный распад мРНК

9.7K views02:27 min

Когда молекула мРНК транспортируется из ядра в цитозоль, по мере появления конца её праймера 5 из ядерной поры, рибосома начинает транслировать его. Данная тестовая трансляция проверяет мРНК на ошибки и отмечает неверно обработанную мРНК для деградации. В этом механизме слежения за мРНК, называемый процессом Нонсенс-опосредованного распад мРНК-или NMD-рибосома может определить наличие в молекуле мРНК нонсенс-или стоп-кодона в неправильном месте.

Как правило, пре-мРНК может содержать стоп-кодоны внутри интронов вдобавок к обычно присутствующему стоп-кодону. При сращивании этой пре-мРНК и её перерабатке в ядре, комплексы соединения экзонов или ЕJC-привязывают мРНК в каждом сайте сращивания. В тестовом раунде трансляции, EJC комплексы были перемещены движущейся рибосомой.

При нормальном сращивании мРНК, этот стоп кодон-отмеченный последовательностью UAA, UAG или UGA-лежит в пределах последнего экзона. Так что, когда рибосома достигает его и трансляция прекращается, там нет связанных EJC. Например, когда мРНК проходит проверку качества, гона становится доступной для дальнейших раундов трансляции.

Неполностью склеенные мРНК все еще имеют нонсенс кодоны, присутствующие в рамке для чтения мРНК. Это явление наблюдается чаще в организмах с более длинными интронами. В то время как рибосома Когда молекула мРНК транспортируется из ядра в цитозоль, по мере появления конца её праймера 5 из ядерной поры, рибосома начинает транслировать его.

Данная тестовая трансляция проверяет мРНК на ошибки и отмечает неверно обработанную мРНК для деградации. В этом механизме слежения за мРНК, называемый процессом Нонсенс-опосредованного распад мРНК-или NMD-рибосома может определить наличие в молекуле мРНК нонсенс-или стоп-кодона в неправильном месте. Как правило, пре-мРНК может содержать стоп-кодоны внутри интронов вдобавок к обычно присутствующему стоп-кодону.

При сращивании этой пре-мРНК и её перерабатке в ядре, комплексы соединения экзонов или ЕJC-привязывают мРНК в каждом сайте сращивания. В тестовом раунде трансляции, EJC комплексы были перемещены движущейся рибосомой. При нормальном сращивании мРНК, этот стоп кодон-отмеченный последовательностью UAA, UAG или UGA-лежит в пределах последнего экзона.

Так что, когда рибосома достигает его и трансляция прекращается, там нет связанных EJC. Например, когда мРНК проходит проверку качества, гона становится доступной для дальнейших раундов трансляции. Неполностью склеенные мРНК все еще имеют нонсенс кодоны, присутствующие в рамке для чтения мРНК.

Это явление наблюдается чаще в организмах с. более длинные интроны. Как рибосома транслирует эту мРНК, она достигает стоп кодона до взаимодействия с последним EJC.

Эта зашедшая в тупик рибосома заканчивает трансляцию преждевременно, в то время как процесс активирует ответ NMD. Связанный EJC служит в качестве платформы привязки для NMD факторов, в том числе смещающих вверх белков UPF1, UPF2 и UPF3, и фосфорилирующего фермента-SMG. Эти белки рекрутируют экснуклеазы, которые деградируют неисправную мРНК.

Наблюдение NMD критически важно при выборе генетических комбинаций, которые произвели бы функциональный белок.

Overview

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Белки Upf, осуществляющие нонсенс-опосредованный распад (NMD), обнаружены во всех эукариотических организмах, включая человека. Каждый белок выполняет индивидуальную роль, но они должны работать совместно. Upf1 представляет собой АТФ-зависимую РНК-геликазу, которая раскручивает спираль РНК. Поскольку Upf1 может раскручивать любую РНК, Upf2 и Upf3 необходимы, чтобы помочь Upf1 различать нонсенс-мРНК и нормальные мРНК.

Обычно Upf3 связывается с комплексом экзонов (EJC) в участках сплайсинга мРНК. Если рибосома полностью транслирует мРНК, Upf3 и EJC смещаются во время трансляции. Однако если имеется преждевременный стоп-кодон, Upf3 остается связанным с EJC и маркирует мутантную мРНК для деградации.

Последовательности нонсенс-кодонов могут естественным образом встречаться в интронных областях мРНК. Однако мутация может также привести к образованию нонсенс-кодона в последовательности гена. Такие мутации называются нонсенс-мутациями. Как и в случае с NMD, эти мутации также приводят к преждевременному прекращению трансляции. Синтезированный неполный полипептид обычно неактивен. Нормальная функция гена может быть восстановлена, если вторая мутация исправляет терминирующий кодон на кодирующую аминокислотную последовательность или подавляет действие терминирующего кодона. Эти исправляющие мутации называются супрессорами нонсенса. Наиболее распространенными нонсенс-супрессорами являются мутации в генах тРНК, которые производят специализированные тРНК, называемые супрессорными тРНК. Они могут связываться с кодоном преждевременного терминирования и вставлять аминокислоту в это положение.