Fejdísz (biológia)

A sapka vagy 5'-cap egy módosított nukleotid található az 5 „végen a messenger RNS-ek az eukarióta sejtekben . Ez egy társ-transzkripciós módosítást , amely által bevezetett egymást követő hatása több enzim található a sejtmagban . A sapka több szerepet játszik, különösen megvédi az RNS-eket a ribonukleázok általi enzimatikus lebomlástól, és a citoplazmába történő exportálás után lehetővé teszi a riboszóma toborzását, amely a messenger RNS- t lefordítja .

A kupak elengedhetetlen elem, amely lehetővé teszi a messenger RNS-ek transzlációját a sejtbe. Ehhez a folyamathoz több fehérje és különösen a transzlációs iniciátorok hatása szükséges . Egyikük, az eIF4E, kifejezetten a burkolathoz kapcsolódik.

Szerkezet

A kupak N7 helyzetű metilezett guanozinból áll, amely az 5'-5'-trifoszfát-kötéssel átírt első nukleotidhoz kapcsolódik. Az átírt RNS első két nukleotidjának ribózisai szintén metilálódnak 2'- hidroxil helyzetükben . Az 5'-5 'kötés nagyon szokatlan, és azt okozza, hogy módosítás után az RNS 5'-vége kémiailag hasonlít a 3'-végére. A két terminális nukleotid valóban tartalmaz cisz- diolt (2'-OH és 3'-OH). Néha megjegyzik a 7mGpppN sapka szerkezetét .

Az első két nukleotid ribózjának 2'-OH-n történő metilációja a sejttípusok és a fajok szerint változó lehet. Vannak nem metilezett kupakok, amelyek mono-metilezettek az 1. helyzetben, és dimetilezettek az 1. és a 2. helyzetben. Ha az első átírt nukleotid egy A, akkor további metilezésen eshet át az adenin N6 helyzetében.

Szintézis

A kupak szintézise egy többlépcsős folyamat, amely a magban zajlik és különböző enzimeket foglal magában. Az RNS- polimeráz II-vel átírt RNS egy 5'-nukleotid-trifoszfáttal kezdődik. A trifoszfát végét először egy trifoszfatáz ( EC 3.1.3.33) hasítja, amely 5'-difoszfátot szabadít fel:

pppN 1 pN 2 p ... → ppN 1 pN 2 p ... + P i

Ezután egy guanilil-transzferáz ( EC 2.7.7.50) képezi az 5'-5'-trifoszfát-kötést, GTP-t használva donorként. Ez egy pirofoszfát-molekulát szabadít fel a GTP hidrolíziséből .

Gppp + ppN 1 pN 2 p ... → GpppN 1 pN 2 p ... + PP i

Végül, metiltranszferázok adjuk hozzá a különböző metilcsoportok az N7-G ( EC 2.1.1.56), és a nukleotidok N 1 és N 2 . A metil donor az S-adenozil-metionin .

A fajtól függően e különféle enzimatikus aktivitások egy része csoportosítható egy vagy több multifunkcionális fehérjére. Élesztőben a trifoszfatáz, a guanililtranszferáz és az N7-metiltranszferáz aktivitását különálló fehérjék hordozzák. Emlősökben és különösen emberekben a trifoszfatázt és a guanililtranszferázt ugyanaz a fehérje, a Hcmlp hordozza. A kupak szintézise egy ko-transzkripciós folyamat, amely akkor következik be, amikor a kialakuló RNS-lánc előkerül az RNS-polimeráz II-ből. A kupak szintetikus enzimjei különösen a polimeráz C-terminális doménjéhez kapcsolódnak.

Az RNS-kupak szintézisében részt vevő enzimeket kódoló különféle gének elengedhetetlen gének, amelyek inaktiválása halálos a sejt számára.

Funkció

Az RNS-polimeráz II-vel szintetizált RNS-ek és különösen a messenger RNS-ek kupakja számos lényeges sejtes szerepet játszik:

Katabolizmus

A messenger RNS-ek "dekoiffázson" mennek keresztül, amely lehetővé teszi újrafeldolgozásukat. Vannak olyan specifikus enzimek, amelyek lehetővé teszik ennek a lépésnek az elvégzését élesztőben , éppen a Dcp1p fehérje katalizálja ezt a lépést teljes RNS-eken az 5'-5 'trifoszfát-kötés elvágásával. A szőrtelenítés terméke az 5'-monofoszfát RNS és a 7-metil GDP. Van még egy újrahasznosító enzim, a DcpS, amely képes egyedül levágni a kupakot (a messenger RNS-ből hasított 7mGpppN dinukleotid), amely felszabadítja a 7-metil GMP-t és a difoszfát-nukleotidot.

Megjegyzések és hivatkozások

  1. (a) Reddy R., Ro-TS Choi, D. Henning, H. Busch, "  Elsődleges szekvencia U-1 nukleáris ribonukleinsav a Novikoff hepatóma ascites sejttel.  » , J. Biol. Chem. , vol.  249, n o  20,1974, P.  6486-6494 ( PMID  4370679 )
  2. (en) Banerjee AK, "  cap 5'-terminális szerkezet az eukarióta messenger ribonukleinsavakban".  » , Microbiol. Rev , vol.  44, n o  21980, P.  175-205 ( PMID  6247631 )
  3. (in) Shuman S., "  Az mRNS-befogó készülék felépítése, mechanizmusa és evolúciója.  » , Prog. Nukleinsav Res. Mol. Biol. , vol.  66,2001, P.  1–40 ( PMID  11051760 )
  4. (a) McCracken S. Fong N. Rosonina E. Yankulov K., G. Brothers, Siderovski D., A. Hessel, Foster S. Shuman S. Bentley DL, "  5'-capping enzimek célzott, hogy a pre-mRNS az RNS-polimeráz II foszforilezett karboxiterminális doménjéhez kötődve.  ” , Genes Dev. , vol.  11,1997, P.  3306-3318 ( PMID  9407024 )
  5. (en) Schwer B., S. Shuman, "  mutációs analízise mRNS capping enzim élesztőben.  » , Proc. Natl. Acad. Sci. USA , vol.  90,1994, P.  4228-4232 ( PMID  8183907 )
  6. medecinesciences.org
  7. (a) Beelman CA, A. Stevens, G. Caponigro, LaGrandeur TE L. Hatfield, Fortner DM, Parker, R., "  egyik alapvető komponense a decapping enzim szükséges a normális aránya mRNS forgalom.  » , Nature , vol.  382, n o  6592,1996, P.  642-646 ( PMID  8757137 )

Kapcsolódó cikkek