Regiune netradusă - Untranslated region
În genetică moleculară , o regiune netradusă (sau UTR ) se referă la oricare dintre cele două secțiuni, una pe fiecare parte a unei secvențe de codificare pe un fir de ARNm . Dacă se găsește pe partea 5 ' , se numește 5' UTR (sau secvența lider ) sau dacă se găsește pe partea 3 ', se numește 3' UTR (sau secvența remorcă ). ARNm este ARN care transportă informații de la ADN la ribozom , locul sintezei proteinelor ( traducere ) în interiorul unei celule. ARNm este inițial transcris din secvența ADN corespunzătoare și apoi tradus în proteină. Cu toate acestea, mai multe regiuni ale ARNm nu sunt de obicei traduse în proteine, inclusiv UTR-urile 5 'și 3'.
Deși sunt numite regiuni netraduse și nu formează regiunea codificatoare de proteine a genei, uORF-urile situate în UTR 5 'pot fi traduse în peptide .
5 'UTR este în amonte de secvența de codare. În cadrul 5 'UTR este o secvență recunoscută de ribozom care permite ribozomului să se lege și să inițieze translația. Mecanismul inițierii traducerii diferă în procariote și eucariote . UTR-ul 3 'se găsește imediat după codonul de oprire a traducerii. 3 'UTR joacă un rol critic în terminarea traducerii, precum și în modificarea post-transcripțională .
Aceste secvențe deseori lungi s-au crezut odată că sunt inutile sau ARNm nedorit care s-a acumulat pur și simplu în timpul evoluției. Cu toate acestea, se știe acum că regiunea netradusă a ARNm este implicată în multe aspecte reglatoare ale expresiei genelor în organismele eucariote. Importanța acestor regiuni necodificate este susținută de raționamentul evolutiv, deoarece selecția naturală ar fi eliminat altfel acest ARN inutilizabil.
Este important să distingem UTR-urile 5 'și 3' de alte ARN care nu codifică proteina . În secvența de codificare a pre-ARNm , pot fi găsite secțiuni de ARN care nu vor fi incluse în produsul proteic. Aceste secțiuni ale ARN-ului se numesc introni . ARN care rezultă din îmbinarea ARN este o secvență de exoni . Motivul pentru care intronii nu sunt considerați regiuni netraduse este că intronii sunt spliced în procesul de splicing ARN . Intronii nu sunt incluși în molecula de ARNm matur care va suferi o translație și sunt astfel considerați ARN care nu codifică proteina.
Istorie
Regiunile netraduse ale ARNm au devenit subiect de studiu încă de la sfârșitul anilor 1970, după ce prima moleculă de ARNm a fost complet secvențiată. În 1978, 5 'UTR al ARNm gamma-globină umană a fost complet secvențiat. În 1980, a fost efectuat un studiu asupra 3 'UTR a genelor umane duplicate ale alfa-globinei.
Evoluţie
Regiunea netradusă este văzută la procariote și eucariote, deși lungimea și compoziția pot varia. La procariote, 5 'UTR are de obicei între 3 și 10 nucleotide. În eucariote, 5 'UTR poate avea o lungime de sute până la mii de nucleotide. Acest lucru este în concordanță cu complexitatea mai mare a genomului eucariotelor în comparație cu procariotele. 3 'UTR variază și în lungime. Poli-coada este esențială pentru menținerea mARN de a fi degradate. Deși există variații în lungimi atât ale UTR de 5 ', cât și de 3', s-a văzut că lungimea UTR de 5 'este mai bine conservată în evoluție decât lungimea UTR de 3'.
Procariote
5 'UTR al procariotelor constă din secvența Shine-Dalgarno (5'-AGGAGGU-3'). Această secvență se găsește la 3-10 perechi de baze în amonte de codonul de inițiere. Codonul de inițiere este locul de pornire al translației în proteine.
Eucariote
5 'UTR al eucariotelor este mai complex decât procariotele. Conține o secvență de consens Kozak (ACCAUGG). Această secvență conține codonul de inițiere. Codonul de inițiere este locul de pornire al translației în proteine.
Legături cu boala
Importanța acestor regiuni netraduse de ARNm abia începe să fie înțeleasă. Se desfășoară diverse studii medicale care au găsit conexiuni între mutații în regiunile netraduse și un risc crescut de a dezvolta o anumită boală, cum ar fi cancerul. De exemplu, au fost descoperite asocieri între polimorfisme în regiunea HLA-G 3'UTR și dezvoltarea cancerului colorectal . Polimorfismele cu nucleotide unice în UTR 3 'ale unei alte gene au fost, de asemenea, asociate cu susceptibilitatea la naștere prematură . Mutațiile din 3 'UTR ale genei APP sunt legate de dezvoltarea angiopatiei amiloide cerebrale .
Continuarea studiilor
Prin studiul recent al regiunilor netraduse, s-au adunat informații generale despre natura și funcția acestor elemente. Cu toate acestea, există încă multe lucruri necunoscute despre aceste regiuni ale ARNm. Întrucât reglarea expresiei genelor este critică în buna funcționare a celulelor, acesta este un domeniu de studiu care trebuie investigat în continuare. Este important să se ia în considerare faptul că mutațiile din regiunile 3 'netraduse au potențialul de a modifica expresia mai multor gene care pot părea fără legătură. Abia începem să înțelegem legăturile dintre funcția de regiune netradusă și starea de boală a celulelor.
Vezi si
- Atlasul activității de reglementare UTR
- Regiune de codificare
- Cinci regiuni primare netraduse
- Istoria biologiei ARN
- MiRNA
- Trei prime regiuni netraduse
- Cadre de lectură deschise în amonte (uORFs)
Referințe
- ^ Vilela, Cristina; McCarthy, John EG (01.08.2003). "Reglarea expresiei genelor fungice prin cadre scurte de citire deschise în regiunea mRNA 5'translată" . Microbiologie moleculară . 49 (4): 859–867. doi : 10.1046 / j.1365-2958.2003.03622.x . ISSN 0950-382X . PMID 12890013 .
- ^ Barrett, Lucy W; Fletcher, Sue; Wilton, Steve D (2013). Regiuni genetice netraduse și alte elemente necodificate . Springer. ISBN 978-3-0348-0679-4.
- ^ Chang, JC; Poon, R .; Neumann, KH; Kan, YW (01.01.1978). "Secvența nucleotidică a regiunii 5 'netradusă a ARNm gamma-globină umană" . Cercetarea acizilor nucleici . 5 (10): 3515–3522. doi : 10.1093 / nar / 5.10.3515 . ISSN 0305-1048 . PMC 342692 . PMID 318162 .
- ^ Michelson, AM; Orkin, SH (01-01 1980). "Regiunile 3 'netraduse ale genelor alfa-globinei umane duplicate sunt divergente în mod neașteptat". Celula . 22 (2 Pt 2): 371–377. doi : 10.1016 / 0092-8674 (80) 90347-5 . ISSN 0092-8674 . PMID 7448866 . S2CID 54238986 .
- ^ Lin, Zhenguo; Li, Wen-Hsiung (01.01.2012). "Evoluția lungimii regiunii netranslate 5 'și reprogramarea expresiei genelor în drojdii" . Biologie moleculară și evoluție . 29 (1): 81–89. doi : 10.1093 / molbev / msr143 . ISSN 1537-1719 . PMC 3245540 . PMID 21965341 .
- ^ Jin, H; Zhao, Q; Gonzalez; de Valdivia, EI; Ardell, DH; Stenström, M; Isaksson, LA (aprilie 2006). "Influențe asupra expresiei genelor in vivo de o secvență Shine-Dalgarno" . Microbiologie moleculară . 60 (2): 480–492. doi : 10.1111 / j.1365-2958.2006.05110.x . PMID 16573696 . S2CID 5686240 .
- ^ Nakagawa, Deci; Niimura, Yoshihito; Gojobori, Takashi; Tanaka, Hiroshi; Miura, Kin-ichiro (01.02.2008). "Diversitatea secvențelor de nucleotide preferate în jurul codonului de inițiere a traducerii în genomii eucariote" . Cercetarea acizilor nucleici . 36 (3): 861-871. doi : 10.1093 / nar / gkm1102 . ISSN 0305-1048 . PMC 2241899 . PMID 18086709 .
- ^ M. Garziera și E. Catamo și S. Crovella și M. Montico și E. Cecchin și S. Lonardi și E. Mini și S. Nobili și L. Romanato și G. Toffoli (2015). "Asocierea polimorfismelor HLA-G 3'UTR cu cancer colorectal în Italia: o primă perspectivă". Jurnalul internațional de imunogenetică . 43 (1): 32-39. doi : 10.1111 / iji.12243 . PMID 26752414 . S2CID 205193023 .CS1 maint: folosește parametrul autorilor ( link )
- ^ Zhu, Qin; Chen, Ying; Dai, Jianrong; Wang, Benjing; Liu, Minjuan; Wang, Yun; Tao, Jianying; Li, Hong (01.01.2015). "Polimorfismele de metilenetetrahidrofolat reductază din regiunea 3'-netradusă sunt asociate cu susceptibilitatea la naștere prematură" . Pediatrie translațională . 4 (1): 57-62. doi : 10.3978 / j.issn.2224-4336.2015.01.02 . ISSN 2224-4344 . PMC 4729064 . PMID 26835361 .
- ^ G. Nicolas și D. Wallon și C. Goupil și A.-C. Richard și C. Pottier și V. Dorval și M. Sarov-Riviere și F. Riant și D. Herve și P. Amouyel și M. Guerchet și B. Ndamba-Bandzouzi și P. Mbelesso și J.-F. Dartigues și J.-C. Lambert și P.-M. Preux și T. Frebourg și D. Campion și D. Hannequin și E. Tournier-Lasserve și SS Hebert și A. Rovelet-Lecrux (2016). "Mutație în regiunea 3'translată a APP ca determinant genetic al angiopatiei amiloide cerebrale" . Jurnalul European de Genetică Umană . 24 (1): 92-98. doi : 10.1038 / ejhg.2015.61 . PMC 4795229 . PMID 25828868 .CS1 maint: folosește parametrul autorilor ( link )
- ^ Chatterjee, Sangeeta; Pal, Jayanta K. (01.05.2009). "Rolul regiunilor 5'- și 3'-netraduse ale ARNm în bolile umane" . Biologia celulei . 101 (5): 251-262. doi : 10.1042 / BC20080104 . ISSN 1768-322X . PMID 19275763 . S2CID 22689654 .
linkuri externe
- http://highered.mheducation.com/sites/0072507470/student_view0/chapter3/animation__mrna_synthesis__transcription___quiz_1_.html
- http://highered.mheducation.com/sites/0072507470/student_view0/chapter3/animation__how_translation_works.html
- http://utrsite.ba.itb.cnr.it/index.php/default/
- https://www.youtube.com/watch?v=kz4f7vlQFnM
- Resurse UTR