Chapter 8: Transcription: DNA to RNA

Back to chapter

8.3:

Стабильность РНК

JoVE Core
Molecular Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Molecular Biology

RNA Stability

Previous Video
8.2: RNA Structure

Next Video
8.4: Bacterial RNA Polymerase

Languages

Share

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

РНК является мобильной, относительно недолговечной молекулой, гораздо менее структурно и химически стабильной по сравнению с ДНК. В РНК пятиуглеродный сахар рибоза имеет гидроксильную группу на втором углероде, в то время как дезоксирибоза имеет один водород. Водород гидроксильной группы легко удаляется в основных растворах.В этом случае, отрицательно заряженный кислород, который остаётся, способен сломать фосфатно-сахарную магистраль. Кроме того, РНК обычно одноцепочечная, что делает её структурно менее стабильной, чем двойная спираль ДНК. Молекулы РНК также намного короче, чем молекулы ДНК, поэтому они более уязвимы для деградации на концах.Внешние факторы также могут влиять на стабильность РНК. Например, специфические экзонуклеазы в цитоплазме, RNases, разбивают РНК, которые не транслируются активно. Другие белки, известные как РНК-связывающие белки, влияют на стабильность тем, что распознают и привязываются к специфическим нуклеотидным последовательностям РНК.мРНК транскрипты с насыщенными AU элементами, обычно повторами AUUUA, с их нетранслированными участками 3-прайма, или 3-прайма UTR, привлекают различные классы РНК-связывающих белков с противоположными ролями. Некоторые из этих белков повышают стабильность мРНК и увеличивают трансляцию белка, будучи ограниченными 3-прайм UTR, в то время как другие дестабилизируют транскрипт, так что он деградирует быстрее. Таким образом, временной промежуток, в который молекула РНК доступна для трансляции, изменяется и зависит от множества факторов.

8.3:

Стабильность РНК

Неповрежденные цепи ДНК можно найти в окаменелостях, при этом ученым иногда трудно сохранить целостность РНК в лабораторных условиях. Структурные различия между РНК и ДНК лежат в основе различий в их стабильности и долговечности. Поскольку ДНК двухцепочечная, она по своей природе более стабильна. Одноцепочечная структура РНК менее устойчива, но также более гибка и может образовывать слабые внутренние связи. Кроме того, большинство РНК в клетке относительно короткие, а длина ДНК может достигать 250 миллионов нуклеотидов. РНК имеет гидроксильную группу на втором атоме углерода рибозного сахара, что увеличивает вероятность разрушения сахарно-фосфатного остова.

Клетка может использовать нестабильность РНК, регулируя ее долговечность и доступность. Более стабильные мРНК будут доступны для трансляции в течение более длительного периода времени, чем менее стабильные транскрипты мРНК. РНК-связывающие белки (RBP) в клетках играют ключевую роль в регуляции стабильности РНК. RBP могут связываться с определенной последовательностью (AUUUA) в 3 & rsquo; нетранслируемая область (UTR) мРНК. Интересно, что количество повторов AUUUA, по-видимому, привлекает RBP особым образом: меньшее количество повторов задействует стабилизирующие RBP. Несколько перекрывающихся повторов приводят к связыванию дестабилизирующих RBP. Во всех клетках есть ферменты, называемые РНКазами, которые расщепляют РНК. Как правило, 5′-кэп и полиА-хвост защищают мРНК эукариот от деградации до тех пор, пока клетке больше не нужен транскрипт.

Новое исследование эпитранскриптомики направлено на определение регуляторных модификаций мРНК. Недавно ученые обнаружили важную роль метилирования в стабильности мРНК. Метилирование остатков аденозина (m ^₆ A), по-видимому, увеличивает трансляцию и деградацию мРНК. m ^₆ A также играет роль в ответах на стресс, ядерном экспорте и созревании мРНК. Присутствие модифицированного остатка урацила, псевдоуридина, также, по-видимому, играет важную роль в регуляции РНК.

Suggested Reading

Zhao, Boxuan Simen, Ian A. Roundtree, and Chuan He. “Post-Transcriptional Gene Regulation by MRNA Modifications.” Nature Reviews. Molecular Cell Biology 18, no. 1 (January 2017): 31–42. [Source]

Agris, Paul F. “The Importance of Being Modified: An Unrealized Code to RNA Structure and Function.” RNA 21, no. 4 (April 2015): 552–54. [Source]

Tags

RNA Stability Is A Crucial Aspect In Molecular Biology And Genetics. It Refers To The Ability Of An RNA Molecule To Resist Degradation Or Breakdown In A Cellular Environment. Understanding RNA Stability Is Essential For Studying Gene Expression Regulatory Mechanisms And Various Cellular Processes.Several Factors Contribute To RNA Stability Including The Sequence And Structure Of The RNA Molecule Itself As Well As Interactions With Proteins And Other Molecules. The Stability Of RNA Can Vary Greatly Between Different Transcripts With Some Being Highly Stable And Others More Susceptible To Degradation.RNA Stability Is Regulated Through A Complex Network Of Mechanisms. One Such Mechanism Involves The Addition Of A Protective Cap Structure At The 5′ End Of The RNA Molecule Known As The 5′ Cap. This Cap Helps To Prevent Degradation By Exonucleases Enzymes That Degrade RNA From The Ends.Another Important Mechanism Involves The Addition Of A Poly(A) Tail At The 3′ End Of The RNA M