Y RNA

Y RNA係一種短非編碼RNA。它是Ro60核糖核蛋白顆粒的組分之一[1]。在全身性紅斑狼瘡患者體內,它是患者自身抗體的攻擊目標之一[2]。Y RNA對DNA複製來說至關重要,因爲它們能與染色質起始點識別複合物相互作用[3][4]

Y RNA
Y RNA的預想二級結構以及保守序列
识别符
代号 Y_RNA
Alt.代号 Y1; Y2; Y3; Y5
Rfam RF00019
其他数据
RNA类型 基因
真核生物

結構

推測Y RNA的5'和3'端會摺疊形成一個保守的莖形結構。已確認Y RNA有一個單胞嘧啶(C)突出,這個突出對Y RNA與Ro蛋白的結合至關重要[5][6][7]

功能

目前,已知Y RNA有兩大功能:一,抑制Ro60;二,作爲DNA複製的一種起始因子。失去了保守的與Ro60蛋白的結合位點的突變人類Y RNA仍然能參與DNA複製[3],這說明與Ro蛋白結合以及啓動DNA複製是Y RNA的兩種互不相干的功能。儘管Y RNA的衍生小型RNA大小與微RNA相當,但是它們卻和微RNA在功能上卻毫無關係[8]

圖中,自身抗原Ro(標成白色)與Y RNA(標成紅色)的雙鏈區末端結合。另外,還有一條單鏈RNA(標成藍色)(PDB: 1YVP [5]

Ro60抑制

在自由狀態下,Ro蛋白質會與一系列的摺疊錯誤的RNA結合,比如摺疊錯誤的5SrRNA,這被認爲是(RNA)品質控制機制的一種[9]。與Y RNA或另外的RNA結合的Ro複合物的晶體結構顯示,Ro蛋白質與單鏈RNA的3'端的結合特異性相對較低。但Y RNA與Ro蛋白質還會在另一位點發生特異性結合,且該結合能調控Ro複合物與其他RNA的結合[5]。在Deinococcus中,自由狀態下的Ro蛋白亦與參與23SrRNA的成熟過程[10]。在該物種中,造成Y RNA缺失的突變並不致死,Y RNA在不與Ro蛋白結合時會不穩定[10]

啓動DNA複製

人類的Y RNA對DNA複製是不可或缺的[3]。通過生物化學上的分離和重構實驗,人們已證明,在體外培養(in vitro)的脊椎動物細胞的中,Y RNA對染色體DNA的複製是必不可少的[3]。如果對體外細胞或體內(in vivo)細胞中的Y RNA進行特異性降解的話,那麼DNA複製會被抑制[3]。科學家認爲Y RNA通過作同時與染色質和與複製啓動相關的蛋白(包括起始識別複合體)結合的中間體發揮作用[4]

人類病理學中應用

Y RNA在一些人類腫瘤中處於過度表達狀態,且爲細胞增殖所必需[11]。Y染色體的與微RNA大小相近的小型分解產物可能與自體免疫病等病症有關[12]

分佈

已在真核細胞與細菌中發現了被推定爲Y RNA和Ro蛋白質的物質[6][13]。人類應有4種Y RNA,分別是hY1、hY3、hY4,以及hY5[13]。另外,人體內也有很多與Y RNA相關的假基因。秀麗隱桿線蟲(C. elegans)則有1種Y RNA,名爲CeY RNA。該生物體內許多sbRNA也被認爲可能與Y RNA同源[14][15]抗輻射奇異球菌Deinococcus radiodurans)編碼一種與Ro蛋白同源的蛋白質,名爲rsr(Ro sixty related,意爲第六個與Ro有關的)。用UV燈對該菌進行照射,可以誘導編碼rsr的基因的表達。在該情況下,抗輻射奇異球菌的菌體內至少會出現4種短RNA,其中一種RNA似乎與Y RNA具有同源性[16]

參考

  1. Y RNAs: recent developments. Adam E. Hall, Carly Turnbull, Tamas Dalmay. Biomolecular Concepts. 2013 January; 4(2):103-110. doi:10.1515/bmc-2012-0050.
  2. Lerner, MR; Boyle JA; Hardin JA; Steitz JA. . Science. 1981, 211 (4480): 400–402. PMID 6164096. doi:10.1126/science.6164096.
  3. Christov CP, Gardiner TJ, Szüts D, Krude T. . Mol. Cell. Biol. 2006, 26 (18): 6993–7004. PMC 1592862. PMID 16943439. doi:10.1128/MCB.01060-06.
  4. Zhang, AT; Langley, AR; Christov, CP; Kheir, E; Shafee, T; Gardiner, TJ; Krude, T. . Journal of Cell Science. Jun 15, 2011, 124 (Pt 12): 2058–69. PMC 3104036. PMID 21610089. doi:10.1242/jcs.086561.
  5. Stein, AJ; Fuchs G; Fu C; Wolin SL; Reinisch KM. . Cell. 2005, 121 (4): 529–537. PMC 1769319. PMID 15907467. doi:10.1016/j.cell.2005.03.009.
  6. Teunissen SW, Kruithof MJ, Farris AD, Harley JB, Venrooij WJ, Pruijn GJ. . Nucleic Acids Res. 2000, 28 (2): 610–9. PMC 102524. PMID 10606662. doi:10.1093/nar/28.2.610.
  7. Green, CD; Long KS; Shi H; Wolin SL. . RNA. 1998, 4 (7): 750–765. PMC 1369656. PMID 9671049. doi:10.1017/S1355838298971667.
  8. Biogenesis of Y RNA-derived small RNAs is independent of the microRNA pathway. Francisco Esteban Nicolas, Adam E. Hall, Tibor Csorba, Carly Turnbull, Tamas Dalmay. FEBS Letters. 2012 April; 586(8):1226-1230. doi:10.1016/j.febslet.2012.03.026.
  9. Reinisch, KM; Wolin SL. . Current Opinion in Structural Biology. 2007, 17 (2): 209–214. PMID 17395456. doi:10.1016/j.sbi.2007.03.012.
  10. Chen X, Wurtmann EJ, Van Batavia J, Zybailov B, Washburn MP, Wolin SL. . Genes Dev. 2007, 21 (11): 1328–39. PMC 1877746. PMID 17510283. doi:10.1101/gad.1548207.
  11. Christov CP, Trivier E, Krude T. . Br. J. Cancer. March 2008, 98 (5): 981–8. PMC 2266855. PMID 18283318. doi:10.1038/sj.bjc.6604254.
  12. Are the Ro RNP-associated Y RNAs concealing microRNAs? Y RNA-derived miRNAs may be involved in autoimmunity. Verhagen AP, Pruijn GJ. Bioessays. 2011 Sep;33(9):674-82. doi:10.1002/bies.201100048
  13. Perreault J, Perreault JP, Boire G. . Mol. Biol. Evol. 2007, 24 (8): 1678–89. PMID 17470436. doi:10.1093/molbev/msm084.
  14. Van Horn, DJ; Eisenberg D; O'Brien CA; Wolin SL. . RNA. 1995, 1 (3): 293–303. PMC 1369082. PMID 7489501.
  15. Boria I, Gruber AR, Tanzer A, 等. . J Mol Evol. March 2010, 70 (4): 346–58. PMID 20349053. doi:10.1007/s00239-010-9332-4.
  16. Chen, X; Quinn AM; Wolin SL. . Genes Dev. 2000, 14 (7): 777–782. PMC 316496. PMID 10766734. doi:10.1101/gad.14.7.777.

外部連結

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