Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

14.5: RNA-stabiliteit
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
RNA Stability
 
TRANSCRIPT

14.5: RNA Stability

14.5: RNA-stabiliteit

Intact DNA strands can be found in fossils, while scientists sometimes struggle to keep RNA intact under laboratory conditions. The structural variations between RNA and DNA underlie the differences in their stability and longevity. Because DNA is double-stranded, it is inherently more stable. The single-stranded structure of RNA is less stable but also more flexible and can form weak internal bonds. Additionally, most RNAs in the cell are relatively short, while DNA can be up to 250 million nucleotides long. RNA has a hydroxyl group on the second carbon of the ribose sugar, increasing the likelihood of breakage of the sugar-phosphate backbone.

The cell can exploit the instability of RNA, regulating both its longevity and availability. More stable mRNAs will be available for translation for a longer period of time than less stable mRNAs transcripts. RNA binding proteins (RBPs) in cells play a key role in the regulation of RNA stability. RBPs can bind to a specific sequence (AUUUA) in the 3’ untranslated region (UTR) of mRNAs. Interestingly, the number of AUUUA repeats appears to recruit RBPs in a specific way: fewer repeats recruit stabilizing RBPs. Several, overlapping repeats result in the binding of destabilizing RBPs. All cells have enzymes called RNases that break down RNAs. Typically, the 5’cap and polyA tail protect eukaryotic mRNA from degradation until the cell no longer needs the transcript.

The emerging research on epitranscriptomics aims to define regulatory mRNA modifications. Recently, scientists have discovered an important role for methylation in mRNA stability. The methylation of adenosine residues (m6A) appears to increase mRNA translation and degradation. m6A also has roles in stress responses, nuclear export, and mRNA maturation. The presence of a modified uracil residue, pseudouridine, also appears to play an important role in RNA regulation.

Intacte DNA-strengen zijn te vinden in fossielen, terwijl wetenschappers soms moeite hebben om RNA intact te houden onder laboratoriumomstandigheden. De structurele verschillen tussen RNA en DNA liggen ten grondslag aan de verschillen in stabiliteit en levensduur. Omdat DNA dubbelstrengs is, is het inherent stabieler. De enkelstrengs structuur van RNA is minder stabiel maar ook flexibeler en kan zwakke interne bindingen vormen. Bovendien zijn de meeste RNA's in de cel relatief kort, terwijl DNA tot 250 miljoen nucleotiden lang kan zijn. RNA heeft een hydroxylgroep op het tweede koolstofatoom van de ribosesuiker, waardoor de kans op breuk van de suikerfosfaatruggengraat toeneemt.

De cel kan de instabiliteit van RNA benutten en zowel de levensduur als de beschikbaarheid ervan reguleren. Meer stabiele mRNA's zullen gedurende een langere periode beschikbaar zijn voor vertaling dan minder stabiele mRNA-transcripten. RNA-bindende eiwitten (RBP's) in cellen spelen een sleutelrol bij de regulering van RNA-stabiliteit. RBP's kunnen binden aan een specifieke reeks (AUUUA) in het 3'-onvertaalde gebied (UTR) van mRNA's. Interessant is dat het aantal AUUUA-herhalingen op een specifieke manier lijkt te rekruteren: minder herhalingen rekruteren stabiliserende RBP's. Verschillende, overlappende herhalingen resulteren in de binding van destabiliserende RBP's. Alle cellen hebben enzymen die RNases worden genoemd en die RNA's afbreken. Typisch beschermen de 5'cap en polyA-staart eukaryotisch mRNA tegen afbraak totdat de cel het transcript niet langer nodig heeft.

Het opkomende onderzoek naar epitranscriptomica heeft tot doel regulerende mRNA-modificaties te definiëren. Onlangs hebben wetenschappers een belangrijke rol ontdekt voor methylering bij de stabiliteit van mRNA. De methylering van adenosineresiduen (m 6 A) lijkt de translatie en afbraak van mRNA te verhogen. m 6 A speelt ook een rol bij stressreacties, nucleaire export en mRNA-rijping. De aanwezigheid van een gemodificeerd uracilresidu, pseudouridine, lijkt ook een belangrijke rol te spelen bij RNA-regulatie.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter