5.3 miRNA-Mediert Regulering Av Mål
innenfor RISC interagerer miRNA med målgener via baseparing. Samspillet mellom en miRNA og dens mål mRNA er begrenset til 5 ‘ enden av miRNA. Sekvenskomplementaritet mellom nukleotider 2-8, også kjent som» frøregionen», er viktig for målsekvensgjenkjenning , selv om unntak fra denne regelen har blitt demonstrert . Vanligvis er miRNA-bindingssteder tilstede i 3 ‘ – uoversatt region (UTR) av mål-mrna, vanligvis i flere kopier . Imidlertid har miRNA også vist seg å målrette mot 5 ‘ – UTR og kodende regioner av mRNA . En studie Av Tay et al. vist at et nettverk av miRNA kan binde seg til flere steder innenfor koding og 3 ‘ – UTR av en enkelt mRNA mål, legge til kompleksiteten av miRNA-mediert mål regulering . Graden av komplementaritet mellom frøområdet av miRNA og bindingsstedet i målet mRNA bestemmer mekanismen ved hvilken miRNA regulerer målet . Hvis miRNA bares tilstrekkelig sekvens komplementaritet (nær perfekt) til målet mRNA, deretter regulering utføres av en prosess som kalles RNA interferens, HVORVED RISC er rettet til cleave målet mRNA . Hvis det ikke er tilstrekkelig komplementaritet , som vanligvis er tilfelle hos pattedyr, oppnås regulering ved undertrykkelse av oversettelse og / eller destabilisering av mRNA .
kjernekomponentene i RISC er Argonaute (Ago) – familien av proteiner, som spiller en nøkkelrolle i sin funksjon . Alle fire pattedyrsproteiner (Ago1-Ago4) kan lede translasjonell undertrykkelse av et mål-mRNA, men Bare Ago2 besitter» slicer » – aktivitet, og er ansvarlig for spalting av mål-mRNA . Den eksakte mekanismen(e) av miRNA-mediert translasjonell undertrykkelse av målgener er fortsatt usikker . Flere studier har gitt bevis for at translasjonell undertrykkelse skjer før initiering av oversettelse . Men andre studier tyder på at undertrykkelse skjer etter initiering av oversettelse . Det ble først antatt at miRNA-mediert undertrykkelse av målgener hovedsakelig ble reflektert på proteinnivået, uten eller minimal effekt på mRNA-nivåer. Imidlertid har det nå blitt demonstrert at miRNA-mediert undertrykkelse av målgener ofte er forbundet med destabilisering av mRNA, selv om det ikke er kjent om dette er en sekundær effekt av translasjonell undertrykkelse. miRNA-mediert nedbrytning av mRNA-mål innebærer dødenylering (fjerning Av poly a-halen), etterfulgt av dekapping og eksonukleolytisk fordøyelse . I tillegg antas prosesseringsorganer (P-legemer), cytoplasmatiske strukturer involvert i lagring og nedbrytning av mRNA, også å spille en rolle i miRNA-regulering . miRNA antas å lede målet mRNA og tilhørende RISC-proteiner til disse lagringsstrukturene, som er beriket for mRNA-nedbrytning og translasjonelle undertrykkelsesfaktorer . Mekanismene som dikterer om et mål mRNA følger degradering eller translational undertrykkelse pathway er for tiden ukjent. Legge til kompleksiteten i miRNA-mediert regulering er de siste funn som under ulike stressforhold miRNA-indusert undertrykkelse av mål kan reverseres, og at miRNA kan aktivere oversettelse av målet mRNA .
miRNA-mediert regulering ser ut til å være en ekstremt dynamisk prosess, dens kompleksitet økes av det faktum at perfekt komplimentaritet til målet ikke er nødvendig for regulering. Dette indikerer at et enkelt miRNA har potensial til å regulere flere målgener. I tillegg kan et nettverk av miRNA fungere samtidig for å regulere en enkelt mRNA. Dette til slutt gjør i silico identifikasjon av målet gener og klargjøring av miRNA funksjon mye vanskeligere.
frøområdet, som ligger i posisjoner 2-7 fra 5 ‘ enden av miRNA, brukes AV RISC som et kjernesignal for å gjenkjenne mål mRNA . På mRNA refereres de tilsvarende nettstedene til som «frøsteder». Det finnes en rekke stringencies forbundet med målet frø området anerkjennelse og binding . Et strengt frøområde har perfekt Watson-Crick-binding og kan deles inn i fire » frø » typer: 8mer, 7mer-m8, 7mer-A1 og 6mer . Hver av disse typene varierer avhengig av kombinasjonen av nukleotid av posisjon 1 og sammenkobling i posisjon 8. 8mer har både et adenin i posisjon 1 på mRNA – målstedet og baseparing i posisjon 8. Et adenin på målstedet som svarer til posisjon 1 av et miRNA er kjent for å øke effektiviteten av målgjenkjenning . 7mer-A1 har en adenin i posisjon 1 bare, mens 7mer-m8 har base-sammenkobling i posisjon 8 bare. Derimot har 6mer verken adenin i posisjon 1 eller baseparing i posisjon 8 .
i tillegg til streng frøgjenkjenning, er moderat streng anerkjennelse også mulig, DA RISC kan tolerere små feilmatcher eller wobble-paring i frøområdet. Den termodynamiske stabiliteten til en wobble paring (For Eksempel G: U)er sammenlignbar med En Watson–Crick paring .
Watson–Crick-paring i 3′ – delen av miRNA-molekylet er kjent for å forbedre sidegjenkjenningseffekten i miRNA-mål som har frøparing . Den foretrukne nukleotid antall kamper i 3 ‘ del er forskjellig mellom området som har strenge-frø sammenkobling og den som har moderat strenge-frø sammenkobling . Strenge frø krever 3-4 kamper i stillingene 13-16, mens moderat strenge frø krever 4-5 kamper i stillinger 13-19. Nettsteder med denne ekstra 3 ‘sammenkobling kalles 3-supplerende og 3’ kompenserende nettsteder .
det har blitt omfattende demonstrert at det store flertallet av miRNA – målgjenkjenningssekvenser finnes i 3 ‘ – UTR av målgenet, selv om miRNA-lastet RISC i teorien kan binde et hvilket som helst segment av mRNA. Målgener har generelt lengre 3 ‘UTR, mens visse allestedsnærværende gener, som husholdende gener, har en tendens til å ha kort 3’ UTR, potensielt for å unngå å bli regulert av miRNA . Målområder er ikke jevnt fordelt med 3 ‘ UTR. De ligger i nærheten av begge ender på long 3 ‘ UTR (vanligvis ≥2000 nt). For kortere 3 ‘ UTR har målsteder en tendens til å være ~15-20 nt unna stoppkodonet .
mens det generelt anses at funksjonelle miRNA-områder fortrinnsvis er lokalisert i 3 ‘UTR, kan frøsteder i kodingssekvensen og 5’ UTR-regioner også fremme mRNA-nedregulering . Grunnlaget for fortrinnsrett miRNA binding i 3 ‘ UTR kan ha en rekke forklaringer. FOR EKSEMPEL KAN RISC måtte konkurrere med andre proteinkomplekser, som ribosomer, binding til kodingssekvensen og oversettelsesinitiasjonskomplekser i 5’ UTR. Som sådan kan 3 ‘ UTR ganske enkelt være mer tilgjengelig for langsiktig binding enn de to andre nettstedene .