소핵 RNA

Small nuclear RNA

snRNA는 진핵세포에서 세포핵의 스플라이싱 반점과 카잘체 내에서 발견되는 작은 RNA 분자의 한 종류이다.평균 snRNA의 길이는 약 150 뉴클레오티드이다.그것들은 RNA 중합효소 II 또는 RNA 중합효소 [1]III에 의해 전사된다.그들의 일차적인 기능은 핵에서 프리메신저 RNA(hnRNA)의 처리이다.그들은 또한 전사 인자(7SK RNA) 또는 RNA 중합효소 II(B2 RNA)의 조절과 텔로미어 유지에 도움을 주는 것으로 나타났다.

snRNA는 항상 특정 단백질 세트와 연관되어 있으며, 복합체는 작은 핵 리보핵단백질(snRNP, 종종 "snurps"로 발음됨)이라고 한다.각 snRNP 입자는 snRNA 성분과 여러 snRNP 특이 단백질(핵단백질 계열인 Sm 단백질 포함)로 구성된다.이러한 복합체의 가장 일반적인 인간 snRNA 성분은 각각 U1 스플라이소좀 RNA, U2 스플라이소좀 RNA, U4 스플라이소좀 RNA, U5 스플라이소좀 RNA 및 U6 스플라이소좀 RNA로 알려져 있다.그들의 명명법은 높은 유리딘 함량에서 유래한다.

snRNA는 1966년 [2]겔 전기영동 실험 중 우연히 발견되었다.겔에서 예기치 않은 유형의 RNA가 발견되어 조사되었습니다.이후 분석 결과 이들 RNA는 우리딜산 함량이 높았고 핵에서 확립된 것으로 나타났다.

snRNA와 작은 핵 RNA(snoRNA)는 동일하지 않으며 다른 유형의 하위 유형도 아닙니다.둘 다 다 다 다르고 작은 RNA로 분류됩니다.이것들은 RNA 생물 형성에 필수적인 역할을 하고 리보솜 RNA와 다른 RNA 유전자(tRNA와 snRNA)의 화학적 변화를 유도하는 작은 RNA 분자입니다.그들은 진핵세포의 핵과 카할 체내에 위치하고 있으며, 그곳에서 그들은 scaRNA라고 불린다.

반

snRNA는 흔히 RNA 결합 LSm [3]단백질과 같은 관련 단백질 인자와 공통 배열 특징 모두에 기초하여 두 가지 등급으로 나뉜다.

Sm-class snRNA로 알려진 첫 번째 클래스는 보다 광범위하게 연구되며 U1, U2, U4, U4atac, U5, U7, U11 및 U12로 구성됩니다. Sm-class snRNA는 RNA 중합효소 II에 의해 전사됩니다.사전 snRNA는 전사되어 핵에서 일반적인 7-메틸구아노신 5-프라임 캡을 받는다.그런 다음 그들은 추가적인 처리를 위해 핵구멍을 통해 세포질로 수출된다.세포질에서 snRNA는 3μ 트리밍을 받아 3μ 스템 루프 구조를 형성하고, 5μ 캡의 과메틸화를 통해 트리메틸구아노신을 [4]형성한다.운동뉴런([5]SMN) 단백질의 생존에 의한 인식을 위해 3µ줄기 구조가 필요하다.이 복합체는 snRNA를 안정적인 리보핵단백질(RNP)로 조립합니다.그런 다음 수정된 5' 캡이 snRNP를 핵으로 다시 가져오기 위해 필요합니다.U7을 제외한 이러한 우리딘이 풍부한 snRNA는 모두 스플라이세오솜의 핵심을 형성한다.스플라이싱 또는 인트론의 제거는 전사 후 수정의 주요 측면이며 진핵 생물의 핵에서만 발생합니다.U7 snRNA는 히스톤 전 mRNA 처리에서 기능하는 것으로 확인되었다.

두 번째 클래스는 Lsm-class snRNA로 알려져 있으며 U6와 U6atac으로 구성되어 있습니다.LSM급 snRNA는 RNA 중합효소 III에 의해 전사되며, Sm-class snRNA와는 대조적으로 핵을 떠나지 않는다. LSM급 snRNA는 5µ-γ-모노메틸인산[6] 캡과 3µ줄기-루프를 포함하며, LSM-class snRNA는 독특한 헤테로펩타이드 [7]고리의 결합 부위를 형성하는 일련의 우리딘으로 종결된다.

스플라이소좀에

메이저 스플라이싱 메커니즘과 마이너 스플라이싱 메커니즘의 비교

스플라이세오솜은 진핵생물 전구체 메신저 RNA 성숙의 필수 단계인 스플라이싱을 촉매한다.단일 뉴클레오티드의 스플라이싱 실수는 세포를 파괴할 수 있으며, 세포의 생존을 보장하기 위해 신뢰할 수 있고 반복 가능한 RNA 처리 방법이 필요하다.스플라이소좀은 5개의 작은 핵 RNA와 150개 이상의 단백질로 구성된 단백질-RNA 복합체이다.snRNA는 관련 단백질과 함께 리보핵단백질복합체(snRNPs)를 형성하며, 리보핵단백질은 mRNA 전 [8]기질의 특정 배열에 결합한다.이 복잡한 프로세스는 두 가지 순차적 에스테르 변환 반응을 일으킵니다.이러한 반응들은 유리 라리아 인트론을 생성하고 성숙한 mRNA를 형성하기 위해 두 엑손들을 결합시킬 것이다.스플라이소좀에는 두 가지 종류가 있다.진핵세포에 훨씬 더 풍부한 주요 등급은 주로 U2형 인트론(intron)을 접합한다.스플라이싱의 첫 단계는 U1 snRNP와 관련 단백질의 hnRNA에 대한 5' 스플라이스 말단에 결합하는 것이다.이것은 hnRNA를 스플라이싱 [9]경로로 제약하는 헌신 콤플렉스를 만든다.다음으로 U2 snRNP를 스플라이세오솜 결합부위로 모집하여 복합체 A를 형성하고, 그 후 U5를 형성한다.U4/U6 tri-snRNP 복합체는 복합체 A와 결합하여 복합체 B로 알려진 구조를 형성합니다.전위 후 복합체 C가 형성되어 스플라이세오솜이 촉매작용을 [10]위해 활성화된다.촉매 활성 스플라이소좀 U2 및 U6 snRNA는 접혀 촉매 트리플렉스라고 [11]불리는 보존 구조를 형성합니다.이 구조는 스플라이세오솜의 [12][13]활성 부위를 형성하는 두 개의 마그네슘 이온을 조정합니다.이것은 RNA 촉매작용의 한 예이다.

이 주요 스플라이세오솜 복합체 외에도, 훨씬 덜 흔한(~1%) 작은 스플라이세오솜이 존재한다.이 복합체는 U11, U12, U4atac, U6atac 및 U5 snRNP로 구성됩니다.이러한 snRNP는 주요 스플라이세오솜에서 사용되는 snRNP의 기능적 유사체입니다.마이너 스플라이소좀은 U12형 인트론을 스플라이스합니다.2종류의 인트론은 주로 스플라이싱 부위가 다릅니다.U2형 인트론은 GT-AG 5'와 3'의 스플라이스 부위가 있고 U12형 인트론은 5'와 3'의 끝에 AT-AC가 있습니다.작은 스플라이세오솜은 큰 스플라이세오솜과 다른 경로를 통해 기능을 수행합니다.

U1 snRNA

U1 snRNA의 2차 구조 및 배열 보존 예측
주요 기사 : U1 스플라이소좀 RNA

U1 snRNP는 pre-mRNA의 5' 스플라이스 부위와 염기쌍을 이루는 세포 내 스플라이스좀 활성의 개시제이다.주요 스플라이소솜에서 실험 데이터에 따르면 U1 snRNP는 U2, U4, U5, U6 snRNP와 동일한 화학량계로 존재한다. 그러나 인간 세포에서 U1 snRNP의 풍부성은 다른 snRNP보다 [14]훨씬 크다.Hela 세포에서 U1 snRNA 유전자 녹다운을 통해, 연구는 U1 snRNA가 세포 기능에 큰 중요성을 갖는다는 것을 보여주었다.U1 snRNA 유전자가 파괴되었을 때, 게놈 마이크로어레이는 정제되지 않은 사전 mRNA의 [15]축적을 증가시켰다.또한 녹아웃은 주로 전사 시작 부근에 위치한 인트론에서 조기 절단 및 폴리아데닐화를 일으키는 것으로 나타났다.다른 우리딘 기반 snRNA가 녹아웃되었을 때는 이 효과가 나타나지 않았다.따라서 U1 snRNA-pre-mRNA 염기쌍은 pre-mRNA를 폴리아데닐화와 조기 분할로부터 보호하는 것으로 나타났다.이 특별한 보호는 세포에서 U1 snRNA의 과잉을 설명할 수 있습니다.

snRNPs 및 인체 질병

소형 핵 리보핵단백질(snRNPs) 및 소형 핵소체(sno) 연구를 통해RNPs는 많은 중요한 질병을 더 잘 이해할 수 있었다.

척추근육위축 - 생존운동뉴런-1(SMN1) 유전자의 돌연변이는 척추운동뉴런의 퇴화와 심각한 근육소비를 초래한다.SMN 단백질은 Sm-class snRNP를 조립하며, 아마도 snoRNP 및 기타 RNP도 [16]조립합니다.척추근육위축은 6,000명 중 1명까지 영향을 미치며 신경근육위축증에 [17]이어 두 번째로 큰 원인이다.

선천성 각화증 – 조립된 snRNP의 돌연변이는 피부, 손톱, 점막의 비정상적인 변화로 나타나는 희귀한 증후군인 선천성 각화증의 원인이기도 합니다.이 질병의 일부 궁극적인 영향에는 암뿐만 아니라 골수 기능 부전이 포함된다.이 증후군은 디스케린, 텔로머라아제 RNA 및 텔로머라아제 역전사효소를 [18]포함한 여러 유전자의 돌연변이에 의해 발생하는 것으로 나타났다.

프라더-윌리 증후군 – 이 증후군은 12,000명 중 1명꼴로 영향을 미치며 극심한 배고픔, 인지 및 행동 문제, 근육 긴장 저하 및 키가 [19]작습니다.그 증후군은 모체 염색체에서 발현되지 않는 부성 염색체 15개 부위의 결실과 관련이 있다.이 영역은 세로토닌-2C 수용체 mRNA를 표적으로 하는 뇌 특이적 snRNA를 포함한다.

수질아세포종 – U1 snRNA는 이러한 뇌종양의 일부에서 돌연변이를 일으켜 RNA 스플라이싱을 [20]변화시킵니다.돌연변이는 주로 성인 종양에서 발생하며, 나쁜 예후와 관련이 있다.

번역 후 수정

진핵생물에서 snRNA는 유의미한 양의 2μ-O-메틸화 수식 및 의사우리딜화를 [21]포함한다.이러한 변형은 사전 성숙 rRNA를 규범적으로 수정하는 snoRNA 활성과 관련이 있지만, snRNA와 같은 다른 세포 RNA 표적 수정에서 관찰되었다.마지막으로 올리고아데닐화(짧은 폴리(A)테일링)는 snRNA(통상 폴리(A)테일링이 아님)의 운명을 결정하여 RNA 붕괴를 [22]유도할 수 있다.snRNA의 풍부함을 조절하는 이 메커니즘은 대체 RNA 스플라이싱의 광범위한 변화와 결합됩니다.

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레퍼런스

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