Stem-loop - Stem-loop

Un exemplu de buclă stem ARN

Împerecherea intramoleculară a buclei stem este un model care poate apărea în ARN monocatenar . Structura este, de asemenea, cunoscută sub numele de ac de păr sau buclă de ac de păr. Apare atunci când două regiuni ale aceleiași toroane, de obicei complementare în secvența de nucleotide atunci când sunt citite în direcții opuse, pereche de baze pentru a forma o helică dublă care se termină într-o buclă nepereche. Structura rezultată este un element cheie al multor structuri secundare de ARN . Ca o structură secundară importantă a ARN-ului, poate direcționa plierea ARN-ului, poate proteja stabilitatea structurală pentru ARN-ul mesager (ARNm), poate oferi site-uri de recunoaștere a proteinelor care leagă ARN și poate servi ca substrat pentru reacțiile enzimatice.

Formare și stabilitate

Formarea unei structuri de buclă-tulpină este dependentă de stabilitatea regiunilor de elice și bucle rezultate. Prima condiție prealabilă este prezența unei secvențe care se poate plia înapoi pe ea însăși pentru a forma o helică dublă pereche. Stabilitatea acestei spirale este determinată de lungimea acesteia, de numărul de nepotriviri sau umflături pe care le conține (un număr mic este tolerabil, mai ales într-o spirală lungă) și de compoziția de bază a regiunii împerecheate. Împerecherile dintre guanină și citozină au trei legături de hidrogen și sunt mai stabile în comparație cu împerecherile adenină - uracil , care au doar două. În ARN, împerecherile adenină-uracil cu două legături de hidrogen sunt egale cu legătura adenin- timină a ADN-ului. Interacțiunile de stivuire a bazelor , care aliniază legăturile pi ale inelelor aromatice ale bazelor într-o orientare favorabilă, promovează, de asemenea, formarea helixului.

Stabilitatea buclei influențează, de asemenea, formarea structurii stem-loop. „Buclele” care au mai puțin de trei baze sunt steric imposibile și nu se formează. Buclele mari fără structură secundară proprie (cum ar fi împerecherea pseudoknot ) sunt, de asemenea, instabile. Lungimea optimă a buclei tinde să fie de aproximativ 4-8 baze. O buclă comună cu secvența UUCG este cunoscută sub numele de " tetraloop " și este deosebit de stabilă datorită interacțiunilor de stivuire a bazelor nucleotidelor sale componente.

Contextele structurale

Buclele stem apar în structurile pre- microARN și cel mai faimos în ARN-ul de transfer , care conțin trei bucle adevărate de tulpină și o tulpină care se întâlnesc într-un model de trifoi. Anticodonul care recunoaște un codon în timpul procesului de traducere este situat pe unul dintre buclele nepereche din ARNt. Două structuri cu buclă tulpină imbricate apar în pseudocotii ARN , unde bucla unei structuri face parte din a doua tulpină.

Multe ribozime prezintă, de asemenea, structuri stem-loop. Ribozima cu ciocan auto- clivabil conține trei bucle de tulpină care se întâlnesc într-o regiune centrală nepereche în care se află locul de scindare. Structura secundară de bază a ribozimei ciocanului este necesară pentru activitatea de auto-clivaj.

Buclele cu ac de păr sunt adesea elemente găsite în 5'UTR al procariotelor. Aceste structuri sunt adesea legate de proteine ​​sau determină atenuarea unui transcript pentru a regla traducerea.

Structura stem-buclă a ARNm care se formează la locul de legare a ribozomului poate controla inițierea traducerii .

Structurile de buclă stem sunt, de asemenea, importante în terminarea transcripției independente de rho procariote . Bucla de ac de păr se formează într-o catenă de ARNm în timpul transcrierii și face ca ARN polimeraza să fie disociată de catenă șablon ADN. Acest proces este cunoscut sub numele de terminare rho-independentă sau intrinsecă, iar secvențele implicate sunt numite secvențe terminatoare.

Vezi si

Referințe

  1. ^ Svoboda, P. și Cara, A. (2006). ARN ac de păr: O structură secundară de importanță primară. Științele vieții celulare și moleculare, 63 (7), 901-908.
  2. ^ Meyer, Michelle; Deiorio-Haggar K; Anthony J (iulie 2013). „Structuri de ARN care reglementează biosinteza proteinelor ribozomale la bacili” . ARN Biologie . 7. 10 : 1160–1164. doi : 10.4161 / rna.24151 . PMC  3849166 . PMID  23611891 .
  3. ^ Malys N, Nivinskas R (2009). „Aranjament ARN necanonic în fagii T4-egali: situs de legare a ribozomului găzduit la joncțiunea intercistronică a genei 26-25” . Mol Microbiol . 73 (6): 1115-1127. doi : 10.1111 / j.1365-2958.2009.06840.x . PMID  19708923 .
  4. ^ Malys N, McCarthy JEG (2010). „Inițierea traducerii: variațiile mecanismului pot fi anticipate”. Științele vieții celulare și moleculare . 68 (6): 991–1003. doi : 10.1007 / s00018-010-0588-z . PMID  21076851 .