Nepřekládaná oblast: Porovnání verzí
5'UTR už asi obsahuje vše, co jsem měl na srdci |
→3' nepřekládaná oblast (3'UTR): nástřel této části, bude potřeba dodat reference |
||
| Řádek 20: | Řádek 20: | ||
* [[otevřený čtecí rámec|Otevřené čtecí rámce]] ((ORF)), které mohou potenciálně kódovat jiný protein nebo peptid, než je ten, který mRNA kóduje ve svém hlavním ORF. Peptid z čtecího rámce předcházejícího tomu hlavnímu může regulovat [[Translace#Elongace|elongační]] nebo [[Translace#terminace|terminační]] fázi translace. |
* [[otevřený čtecí rámec|Otevřené čtecí rámce]] ((ORF)), které mohou potenciálně kódovat jiný protein nebo peptid, než je ten, který mRNA kóduje ve svém hlavním ORF. Peptid z čtecího rámce předcházejícího tomu hlavnímu může regulovat [[Translace#Elongace|elongační]] nebo [[Translace#terminace|terminační]] fázi translace. |
||
==3' nepřekládaná oblast (3'UTR)== |
==3' nepřekládaná oblast (3' UTR)== |
||
3' nepřekládaná oblast v [[mRNA]] začíná bezprostředně za [[stop kodon]]em a často obsahuje řadu regulačních elementů. mRNA na 3' konci většinou dále pokračuje [[poly(A) konec|poly(A) koncem]]. Délka 3'UTR u savců se pohybuje mezi 80 a 4000 nukleotidy, typická délka je kolem 800 nukleotidů. Jejich délka tedy bývá delší, než v případě 5' UTR. mRNA s větší délkou jsou výrazně méně překládány do proteinů. Předpokládá se, že důvodem je větší pravděpodobnost výskytu míst vazby miRNA. |
|||
{{Pahýl část}} |
|||
Regulační oblasti na 3'UTR ovlivňují [[polyadenylace|polyadenylaci]], efektivitu translace, lokalizaci mRNA a stabilitu RNA. Kromě [[sekvence]] 3'UTR závisí i na na její délce a [[sekundární struktura|sekundární struktuře]]. Regulační mechanismy na 3'UTR dále zpřesňují kontrolu nad mRNA. |
|||
Některé významné regulační oblasti: |
|||
* Vazebná místa pro regulační proteiny a [[mikroRNA]], které mohou vyvolat [[silencing RNA]] |
|||
* [[Splicing|Nevyštěpené]] introny, i když v porovnáním s 5' UTR jsou výrazně vzácnější.<ref>{{Citace periodika | příjmení = Cenik | jméno = Can | titul = Genome-wide functional analysis of human 5' untranslated region introns | periodikum = Genome Biology | ročník = 11 | číslo = 3 | datum = 2010-01-01 | strany = R29 | doi = 10.1186/gb-2010-11-3-r29 | spoluautoři=Derti, Adnan; Mellor, Joseph C; Berriz, Gabriel F; Roth, Frederick P}}</ref> V případě intronů v 3' UTR dochází často k [[degradace RNA|degradaci RNA]] způsobené mechanismem ''nonsense-mediated decay''. Podle ''[[in silico]]'' analýz se také zdá, že introny v 3' UTR často obsahují cíle pro [[microRNA]], a jsou tedy cílem [[RNA silencing]]u.<ref name="Tan-2007">{{Cite journal | last1 = Tan | first1 = S. | last2 = Guo | first2 = J. | last3 = Huang | first3 = Q. | last4 = Chen | first4 = X. | last5 = Li-Ling | first5 = J. | last6 = Li | first6 = Q. | last7 = Ma | first7 = F. | title = Retained introns increase putative microRNA targets within 3' UTRs of human mRNA. | journal = FEBS Lett | volume = 581 | issue = 6 | pages = 1081-6 | month = Mar | year = 2007 | doi = 10.1016/j.febslet.2007.02.009 | PMID = 17320082 }}</ref> |
|||
* Oblasti regulující [[polyadenylace|polyadenylaci]] |
|||
* Oblasti ovlivňující stabilitu RNA |
|||
** [[AU-bohaté oblasti]] (AU-rich element, ARE) ovlivňující stabilitu mRNA. Jsou dlouhé 50-150 pází o obsahují kopie sekvence "AUUUA" nebo její modifikace. |
|||
** ''[[iron response element]]'', který je destabilizující a vyvolává degradaci RNA, pokud není vázán specifickými proteiny (hlavní roli hraje [[akonitáza]]) |
|||
* sekvence řídící [[polyadenylace|polyadenylaci]], která může probíhat i v cytoplasmě a regulovat životnost mRNA a účinnost překladu mRNA. Ve většině případů určuje výběr místa pro počátek polyadenylace v jádře sekvence "jaderném polyadenylační signál" (AAUAAA). V některých případech, například při rané fázi vývoje dochází k cytoplasmatické polyadenylaci řízené specifickým signálem ("CPE", s konsenzem UUUUUUAU) |
|||
* Oblasti vázané [[cytoskelet]]em, proteiny transportujícími do [[buněčné jádro|jádra]] nebo ven, případně dalšími proteiny určujícími buněčnou lokalizaci |
|||
Viz také: [[RNA vazebné proteiny]] |
|||
==Reference== |
==Reference== |
||
Verze z 4. 8. 2013, 19:50
Nepřekládaná oblast (untranslated region, UTR) je v molekulární biologii oblast mRNA, která není překládána do proteinů. Nepřekládané oblasti jsou na 5' i 3' konci mRNA a u mRNA eukaryotních organismů typicky ohraničeny 5'čepičkou a 3' poly(A) koncem.
I když nepřekládaná oblast není translatována do proteinu, může mít řadu regulačních funkcí, například určovat, kdy bude bude docházet k translaci, případně určovat stabilitu celé mRNA.
5' nepřekládaná oblast (5' UTR)
5' nepřekládaná oblast začíná na první nukleotidu mRNA a končí na posledním nukleotidem před počátkem translace. 5'UTR často nese regulační oblasti a u prokaryot většinou obsahuje vazebné místo pro ribozom, takzvanou Shine-Delgarnova sekvence. U eukaryot má 5' UTR medián délky kolem 150 nukleotidů, ale může být dlouhý i několik tisíc bází. Některé viry mají neobvykle dlouhé a strukturované 5'UTR, které umožňují regulovat genovou expresi (viz IRES). Obecně platí, že silně překládané mRNA mají krátké 5'UTR s nízkým obsahem GC-párů a bez výrazné sekundární struktury; mRNA s výraznou regulací, tkáňově specifické nebo zodpovědné za regulaci vývoje mají naopak dlouhé a strukturované 5'UTR oblasti. [1]
mRNA kódované jedním genem se mohou lišit ve svých 5'UTR, pokud dojde k alternativnímu splicingu molekuly pre-mRNA nebo alternativnímu výběru počátku transkripce, a tedy nést různé regulační oblasti pro jednu kódující oblast. Řada lidských nemocí je spojována s mutacemi v 5'UTR, například rakovina prsu, dědičná trombocytémie a řada dalších.[2]
Některé významné regulační oblasti na 5' UTR:
- Vazebné místa pro proteiny, které ovlivňují stabilitu mRNA nebo translaci, například iron response element, regulující některé mRNA v závislosti na přítomnosti železa.
- Riboswitch, oblast RNA schopná vázat malý ligand a v závislosti na vazbě regulovat překlad mRNA.
- Sekvence aktivující, nebo inhibující počátek translace
- Nevyštěpené introny, které mohou regulovat jaderný export mRNA. Většinou mRNA není exportována z jádra, dokud nejsou vyštěpeny všechny introny, přítomnost některých intronů naopak může vyvolat export RNA alternativní dráhou.[3]
- G-kvadruplex (struktura známá spíše z DNA jako součást telomer) tvořící pevnou sekundární strukturu blokující kanonickou iniciaci translace.[4] Může ovšem stimulovat translaci alternativními mechanismy, například zesilovat účinnost struktury IRES.[5]
- Otevřené čtecí rámce ((ORF)), které mohou potenciálně kódovat jiný protein nebo peptid, než je ten, který mRNA kóduje ve svém hlavním ORF. Peptid z čtecího rámce předcházejícího tomu hlavnímu může regulovat elongační nebo terminační fázi translace.
3' nepřekládaná oblast (3' UTR)
3' nepřekládaná oblast v mRNA začíná bezprostředně za stop kodonem a často obsahuje řadu regulačních elementů. mRNA na 3' konci většinou dále pokračuje poly(A) koncem. Délka 3'UTR u savců se pohybuje mezi 80 a 4000 nukleotidy, typická délka je kolem 800 nukleotidů. Jejich délka tedy bývá delší, než v případě 5' UTR. mRNA s větší délkou jsou výrazně méně překládány do proteinů. Předpokládá se, že důvodem je větší pravděpodobnost výskytu míst vazby miRNA.
Regulační oblasti na 3'UTR ovlivňují polyadenylaci, efektivitu translace, lokalizaci mRNA a stabilitu RNA. Kromě sekvence 3'UTR závisí i na na její délce a sekundární struktuře. Regulační mechanismy na 3'UTR dále zpřesňují kontrolu nad mRNA.
Některé významné regulační oblasti:
- Vazebná místa pro regulační proteiny a mikroRNA, které mohou vyvolat silencing RNA
- Nevyštěpené introny, i když v porovnáním s 5' UTR jsou výrazně vzácnější.[6] V případě intronů v 3' UTR dochází často k degradaci RNA způsobené mechanismem nonsense-mediated decay. Podle in silico analýz se také zdá, že introny v 3' UTR často obsahují cíle pro microRNA, a jsou tedy cílem RNA silencingu.[7]
- Oblasti regulující polyadenylaci
- Oblasti ovlivňující stabilitu RNA
- AU-bohaté oblasti (AU-rich element, ARE) ovlivňující stabilitu mRNA. Jsou dlouhé 50-150 pází o obsahují kopie sekvence "AUUUA" nebo její modifikace.
- iron response element, který je destabilizující a vyvolává degradaci RNA, pokud není vázán specifickými proteiny (hlavní roli hraje akonitáza)
- sekvence řídící polyadenylaci, která může probíhat i v cytoplasmě a regulovat životnost mRNA a účinnost překladu mRNA. Ve většině případů určuje výběr místa pro počátek polyadenylace v jádře sekvence "jaderném polyadenylační signál" (AAUAAA). V některých případech, například při rané fázi vývoje dochází k cytoplasmatické polyadenylaci řízené specifickým signálem ("CPE", s konsenzem UUUUUUAU)
- Oblasti vázané cytoskeletem, proteiny transportujícími do jádra nebo ven, případně dalšími proteiny určujícími buněčnou lokalizaci
Viz také: RNA vazebné proteiny
Reference
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Five prime untranslated region na anglické Wikipedii.
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Three prime untranslated region na anglické Wikipedii.
- ↑ KOCHETOV, AV.; ISCHENKO, IV.; VOROBIEV, DG., et al. Eukaryotic mRNAs encoding abundant and scarce proteins are statistically dissimilar in many structural features.. FEBS Lett. Dec 1998, roč. 440, čís. 3, s. 351-5. PMID 9872401.
- ↑ CHATTERJEE, Sangeeta, Pal, Jayanta K. Role of 5′- and 3′-untranslated regions of mRNAs in human diseases. Biology of the Cell. 2009-05-01, roč. 101, čís. 5, s. 251–262. DOI 10.1042/BC20080104.
- ↑ CENIK, Can, Chua, Hon Nian; Zhang, Hui; Tarnawsky, Stefan P.; Akef, Abdalla; Derti, Adnan; Tasan, Murat; Moore, Melissa J.; Palazzo, Alexander F.; Roth, Frederick P.; Snyder, Michael. Genome Analysis Reveals Interplay between 5′UTR Introns and Nuclear mRNA Export for Secretory and Mitochondrial Genes. PLoS Genetics. 2011, roč. 7, čís. 4, s. e1001366. DOI 10.1371/journal.pgen.1001366.
- ↑ BEAUDOIN, JD.; PERREAULT, JP. 5'-UTR G-quadruplex structures acting as translational repressors.. Nucleic Acids Res. Nov 2010, roč. 38, čís. 20, s. 7022-36. DOI 10.1093/nar/gkq557. PMID 20571090.
- ↑ MORRIS, Mark J., Negishi, Yoichi; Pazsint, Cathy; Schonhoft, Joseph D.; Basu, Soumitra. An RNA G-Quadruplex Is Essential for Cap-Independent Translation Initiation in Human VEGF IRES. Journal of the American Chemical Society. 2010-12-22, roč. 132, čís. 50, s. 17831–17839. DOI 10.1021/ja106287x.
- ↑ CENIK, Can, Derti, Adnan; Mellor, Joseph C; Berriz, Gabriel F; Roth, Frederick P. Genome-wide functional analysis of human 5' untranslated region introns. Genome Biology. 2010-01-01, roč. 11, čís. 3, s. R29. DOI 10.1186/gb-2010-11-3-r29.
- ↑ TAN, S.; GUO, J.; HUANG, Q.; CHEN, X.; LI-LING, J.; LI, Q.; MA, F. Retained introns increase putative microRNA targets within 3' UTRs of human mRNA.. FEBS Lett. 2007, s. 1081-6. DOI 10.1016/j.febslet.2007.02.009. PMID 17320082.
Další literatura
- BARRETT, Lucy W., Fletcher, Sue; Wilton, Steve D. Regulation of eukaryotic gene expression by the untranslated gene regions and other non-coding elements. Cellular and Molecular Life Sciences. 2012, roč. 69, čís. 21, s. 3613–3634. DOI:10.1007/s00018-012-0990-9.
- CHATTERJEE, Sangeeta, Pal, Jayanta K. Role of 5′- and 3′-untranslated regions of mRNAs in human diseases. Biology of the Cell. 2009-05-01, roč. 101, čís. 5, s. 251–262. DOI:10.1042/BC20080104.