Посттранскрипционная регуляция

Как клетки контролируют экспрессию генов после транскрипции — путем настройки стабильности, локализации и трансляции мРНК, включая сайленсинг малыми регуляторными РНК.

Definition

Посттранскрипционная регуляция — это контроль экспрессии генов на этапах после транскрипции, управляющий стабильностью, локализацией и трансляцией мРНК, так что количество и время производства белка могут быть скорректированы независимо от скорости транскрипции.

Scope

Эта тема охватывает регуляцию, действующую на уровне мРНК: контроль стабильности и деградации транскрипта, локализацию мРНК, эффективность трансляции через факторы и элементы нетранслируемых областей, а также сайленсинг микроРНК и связанных с ними малых РНК. Она дополняет транскрипционный и хроматиновый уровни контроля, рассматривая судьбу самого сообщения; более широкая биология некодирующих РНК разрабатывается в области биологии РНК.

Core questions

• Как клетки контролируют продолжительность существования мРНК до ее деградации?
• Как регулируется усиление или ослабление трансляции мРНК?
• Как микроРНК сайленсируют свои целевые сообщения?
• Зачем локализовать мРНК в определенной части клетки перед ее трансляцией?

Key theories

Сайленсинг, опосредованный микроРНК

Малые РНК комплементарно связываются с последовательностями в целевых мРНК, обычно в их нетранслируемых областях, чтобы подавить трансляцию или способствовать деградации, механизм, впервые выявленный малой РНК lin-4, действующей на lin-14.

Контроль через нетранслируемые области и стабильность мРНК

Элементы в нетранслируемых областях мРНК, распознаваемые белками и малыми РНК, определяют период полужизни транскрипта, локализацию и эффективность трансляции, обеспечивая быстрый и обратимый уровень контроля экспрессии.

Mechanisms

Время жизни мРНК определяется ее кэпом, поли(А)-хвостом и элементами последовательности, которые рекрутируют стабилизирующие или дестабилизирующие белки, при этом деаденилирование часто запускает деградацию. Трансляция регулируется факторами инициации и белками или РНК, которые связываются с нетранслируемыми областями, чтобы блокировать или усиливать рекрутирование рибосом. МикроРНК, образующиеся из предшественников и загружаемые в сайленсирующие комплексы, комплементарно связываются с целевыми мРНК, подавляя их трансляцию и ускоряя их деградацию. Сигналы локализации направляют определенные мРНК в специфические клеточные области, где они транслируются по мере необходимости.

Clinical relevance

Дисрегуляция деградации мРНК, трансляционного контроля и активности микроРНК вовлечена в развитие рака и других заболеваний, а подходы, основанные на малых РНК, используются в качестве исследовательских и терапевтических инструментов; представлено как значимость, а не как клиническое руководство.

History

Открытие в 1993 году группами Амброса и Рувкуна того, что ген lin-4 продуцирует малую регуляторную РНК, контролирующую lin-14, ввело понятие посттранскрипционного контроля, опосредованного микроРНК, что, наряду с исследованиями стабильности мРНК и трансляционной регуляции, установило этот уровень экспрессии генов.

Key figures

• Victor Ambros
• Gary Ruvkun

Seminal works

• lee1993
• lodish2016

Frequently asked questions

Что такое посттранскрипционная регуляция?

Контроль экспрессии генов после синтеза мРНК путем регулирования ее стабильности, локализации и эффективности трансляции.

Как микроРНК снижают выход белка?

Они комплементарно связываются с целевыми мРНК и рекрутируют комплексы, которые блокируют трансляцию и ускоряют деградацию сообщения, снижая количество производимого белка.