МедУнивер - MedUniver.com Все разделы сайта Видео по медицине Книги по медицине Форум консультаций врачей  
Рекомендуем:
Генетика:
Генетика
Аномалии хромосом
Биология клетки
Генетика врожденных пороков
Генетика рака - опухолей
Молекулярная генетика
Наследственные синдромы
Цитогенетика - исследование хромосом
Лечение наследственных болезней
Фармакогенетика
Форум
 

Факторы участвующие в экспорте иРНК

• Известно много факторов, которые требуются для экспорта РНК

• Факторы, связывающиеся с иРНК и комплексом ядерной поры, способны влиять на экспорт иРНК

• Один из факторов, Dbp5, представляет собой АТФазу, использующую энергию гидролиза АТФ для удаления белков гяРПН частиц при транспорте

Экспорт иРНК представляет собой гораздо более сложный процесс, чем транспорт белов через ядерную мембрану. Во-первых, для экспорта иРНК необходимо гораздо больше белковых факторов, чем для транспорта белков. Все эти факторы отличаются от Ran и от кариоферинов, участвующих в транспорте белков.

Во-вторых, экспорт иРНК скоординирован с транскрипцией и процессингом иРНК таким образом, что экспортируются только те иРНК, которые прошли процессинг. Фактически некоторые белки, участвующие в экспорте иРНК, могут принимать участие в процессинге, который должен правильно завершиться для экспорта иРНК. Что служит показателем готовности иРНК к экспорту, и каким образом распознается этот показатель? В настоящее время эти вопросы интенсивно исследуются.

Кэпирование иРНК не влияет на экспорт, но ускоряет этот процесс. Однако сплайсинг и 3'-процессинг связаны с экспортом. Факторы сплайсинга и полиаде-нилирования начинают связываться с иРНК даже во время транскрипции. На рисунке ниже показано, что после сплайсинга у метазоа белковый комплекс, который называется комплексом сращивания экзонов (англ, exon junctional complex, EJC), остается на границе сплайсинга.

Присутствие этого комплекса может свидетельствовать о том, что прошел сплайсинг иРНК. Однако этого может оказаться недостаточно для экспорта, поскольку EJC остается на иРНК уже после удаления одного интрона, однако экспорт возможен лишь после удаления всех интронов.

Среди белков, входящих в EJC, присутствует фактор экспорта иРНК, который называется Аly. Этот белок относится к REF семейству белков, связывающихся с РНК. Он взаимодействует с компонентом сплайсосомы UAP56, и с ТАР, который связывается с FG-повторами некоторых нуклеопоринов. Белок ТАР может играть в экспорте такую же роль, как экспортин 1, относящийся к группе кариоферинов. Он одновременно связывается с нуклеопоринами и с информационными рибонуклеопротеидными частицами (иРНП), представляющими собой комплекс зрелой иРНК и связанных с ней белков. Таким образом, ТАР можно рассматривать как рецептор для иРНП. Для экспорта некоторых иРНК клеток млекопитающих необходим экспортин 1, в то время как кариофорины для экспорта большинства иРНК, вероятно, не требуются.

У дрожжей большинство генов характеризуется отсутствием интронов. Однако дрожжевые аналоги белков Аlу и Yral играют столь же важную роль в экспорте иРНК, как и в клетках высших эукариот. В процессе транскрипции белки Sub2 (дрожжевой аналог белка UAP56) и Yral, связываются с иРНК. Вначале они, вероятно, взаимодействуют с белковым комплексом, который носит название ТНО. Этот комплекс участвует в элонгации транскрипции и переносит белки на вновь синтезированную иРНК.

Модель экспорта иРНК
ТАР связывается как с иРНП, так и с ЯПК и функционирует как экспортный рецептор для иРНК.
Функция ТАР аналогична функции экспортина при транспортировке белков

Подобно тому как представлено на рисунке ниже для метазоа, аналог ТАР, называемый Мех67, связывается с Yral.

Впервые белок ТАР был обнаружен при исследовании вируса Мезон-Пфайзера (MPMV) обезьян, относящегося к группе ретровирусов. Хотя для всех ретровирусов характерен экспорт иРНК, происходящий как до сплайсинга, так и после него, большинство их не продуцирует белки, участвующие в экспорте, такие как ВИЧ-1 Rev. Для экспорта незрелой РНК MPMV необходимо наличие короткой последовательности, называемой конститутивный транспортный элемент (СТЕ), которая связывается с ТАР. Хотя такая последовательность как MPMV СТЕ, не является обязательным элементом клеточных иРНК, для их экспорта необходим комплекс ТАР/Мех67.

Белок ТАР является представителем семейства NXF белков, которые, по-видимому, принимают участие в экспорте РНК.

Перед экспортом иРНК из ядра, вероятно, проверяется правильность процессинга и его полнота. По крайней мере, в клетках дрожжей, молекулы иРНК, процессинг которых не прошел полностью, удерживаются поблизости от сайтов транскрипции. Экзосома представляет собой комплекс рибонуклеаз, расположенный рядом с сайтами транскрипции, и разрушающий иРНК в случае ошибочного процессинга.

Для того чтобы молекулы иРНК могли выйти из мест, где они удерживаются, они, по-видимому, должны подвергнуться правильному 3'-процессингу и полиаденилированию.

Состав иРНК-белковых комплексов, находящихся в ядре, отличается от их состава после прохождения через ЯПК. Ключевым событием транспорта является удаление некоторых белков, связанных с иРНК. В отличие от транспорта белка, когда по обеим сторонам ядерной оболочки находится один и тот же белок, а направление транспорта определяется системой Ran ГТФаза, направление экспорта иРНК контролируется изменением состава иРНП. Этот состав распознается как карго, только когда частица находится в ядре. Вместе с тем, для того чтобы обеспечить более тесное взаимодействие между рибосомой и иРНК при трансляции, может оказаться необходимым удаление части иРНП белков. Предполагается, что по мере того, как иРНП выходят из ЯПК, они ассоциируют с рибосомами, что может способствовать экспорту. Однако, поскольку ингибиторы синтеза белка не блокируют экспорт иРНК, функция рибосом не влияет на экспорт.

Каким образом удаляются белки из иРНП частиц? Точно мы этого не знаем, но можно представить три возможности. Некоторые белки гяРНП частиц узнаются кариоферинами как белки, которые должны быть транспортированы в ядро. При связывании с кариоферинами они меняют свою конформацию и диссоциируют от иРНК. Другие белки после транспорта сами отделяются от иРНК и направляются назад в ядро до того, как успевают связаться с ней повторно. Однако многие белки оказываются связанными с иРНК настолько прочно, что не удаляются.

Третья возможность состоит в том, что связанные с иРНК белки могут удаляться ферментативно. В клетках дрожжей и млекопитающих возможным кандидатом на роль такого фермента может являться один из белков экспорта иРНК, белок Dbd5. Этот белок перемещается между ядром и цитоплазмой и связывается с цитоплазматическими фибриллами ЯПК. Он является представителем семейства белков «домена смерти» (DEAD-box proteins), для которых характерна последовательность Glu(D)-Asp(E)-Ala(A)-Glu(D), и другие консервативные мотивы. Белки этого семейства гидролизуют АТФ и, возможно, участвуют во многих аспектах метаболизма иРНК.

Некоторые из этих белков in vitro способны расплавлять небольшие двухспиральные молекулы РНК и таким образом вызывать диссоциацию связанных с ней белков. На рисунке ниже представлена схема, иллюстрирующая удаление белков из иРНП частиц с участием Dbp5. Согласно этой схеме, белок Dbp5, связанный с цитоплазматическими фибриллами ЯПК, использует энергию гидролиза АТФ для удаления белков из иРНП частиц.

Функционирование Dbp5 при экспорте иРНК
Dbp5 взаимодействует с терминальными филаментами ЯПК,
где он использует энергию АТФ для того, чтобы в процессе экспорта иРНК удалить белки иРНП.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

- Вернуться в содержание раздела "генетика" на нашем сайте

Оглавление темы "Транспортная система ядра клетки":
  1. Механизм экспорта белка из ядра клетки
  2. Механизм контроля ядерного транспорта Ran-ГТФазой
  3. Модели механизма ядерного транспорта
  4. Механизм регулирования ядерного транспорта
  5. Механизм экспорта РНК из ядра клетки
  6. Сборка и экспорт рибосом
  7. Механизм экспорта тРНК из ядра
  8. Механизм экспорта иРНК из ядра
  9. Механизм транспорта гетерогенных ядерных рибонуклеопротеиновых частиц (гяРНП)
  10. Факторы участвующие в экспорте иРНК
Медунивер Мы в Telegram Мы в YouTube Мы в VK Форум консультаций врачей Контакты, реклама
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.