U2 스플라이소솜 RNA

U2 spliceosomal RNA
U2 스플라이소솜 RNA
RF00004.jpg
U2의 2차 구조 및 시퀀스 보존 예측
식별자
기호U2
RfamRF00004
기타자료
RNA형유전자; snRNA; 스플라이싱
도메인에우카리오타
바둑GO:0000370 GO:0045131 GO:0005686
그렇게SO:0000392
PDB 구조PDBe

U2 스플라이소솜 snRNA는 사실상 모든 진핵생물의 주요 스플라이소솜(Sm) 기계에서 발견되는 작은 핵 RNA(snRNA) 분자의 한 종이다.체내에서는 U2 snRNA와 연관된 폴리펩타이드들이 모여 주요 이음매 복합체의 필수 성분인 U2 소형 핵 리보핵단백질(snRNP)을 생산한다.[1]주요 이음매 분할 경로는 이음매 조립의 초기 단계에서 U2 snRNP가 독점적으로 인정한 SM 인트론(mRNA primary transcripts)의 클래스에 기초하여 U2 종속 경로라고도 한다.[2]U2 종속 인트론 인식 외에도, U2 snRNA는 사전 RNA 스플라이싱의 화학에서 촉매 역할을 하는 이론이 있다.[3][4]리보솜 RNA(rRNA)와 유사하게, SM snRNA는 RNA:RNA와 RNA:단백질 접점을 모두 중재해야 하며, 따라서 이러한 유형의 상호작용을 촉진하기 위해 전문적이고 보존성이 높은 1차 및 2차 구조 요소를 진화시켰다.[5][6]

mRNA 1차 대본이 샤프와 로버츠에 의해 길고 부호화되지 않는 방해 시퀀스(intron)를 포함하고 있다는 사실이 발견된 직후,[7][8] 조안 스티츠는 인트론 절제의 생화학 메커니즘을 특징짓는 작업을 시작했다.[9]U1 snRNA의 5' 영역에서 발견된 시퀀스가 hnRNA 기록에서 5' 스플라이스 접합부에 걸쳐 보존된 시퀀스와 함께 광범위한 염기쌍 보완성을 보인다는 흥미로운 관찰은 특정 snRNA가 RNA를 통해 스플라이스 사이트 경계를 인식하는 데 관여할 수 있다는 추측을 불러일으켰다.RNA 접점.[9]최근에 와서야 비로소 원자 결정 구조는 비록 이 상호작용의 복잡성이 당시에 완전히 실현되지 않았더라도 원래의 추측이 정말로 옳았다는 것을 증명할 수 있었다.[5][6][10]

U2 snRNA 인식 요소

사카로마이오스 세레비시아에 U2 snRNA는 18개의 폴리펩타이드와 연관되어 있으며, 그 중 7개는 모든 sm급 snRNP에 공통적인 구조 단백질이다.[11]이러한 비특정 구조 단백질은 SM-binding 부위라고 불리는 RNA 내에 위치한 고도로 보존된 인식 시퀀스(AUGn,n = 4-6)를 통해 SM snRNA와 연관된다.[12]다른 두 단백질인 A'와 B'는 U2 특이적이며, snNP 조립을 위해 U2 snRNA 고유의 구조 요소(특히 두 개의 3' 스템 루프)를 요구한다.[11]3개 서브 유닛 SF3a와 6개 서브 유닛 SF3b 단백질 복합체도 U2 snRNA와 연관된다.[13]

U2 snRNA는 지점 시퀀스(BPS)로 알려진 3' 스플라이스 부지의 업스트림 18-40 뉴클레오티드 사이의 7-12 뉴클레오티드 시퀀스를 통해 내부 인식에 관여한다.[1][2]효모에서 컨센서스 BPS는 길이 7 뉴클레오티드 잔류물이며 U2 snRNA 내의 보완적 인식 순서는 6 뉴클레오티드다.이 두 시퀀스 사이의 이중 형성은 BPS의 위치 5에서 보존된 아데노신 잔여물이 불룩하게 된다.불룩해진 아데노신 잔여물은 C3'-endo 순응을[14] 채택하여 스플리싱 인자 Cwc25, Yju2 및 Isy1의 도움으로 5' 스플라이스 부위에서 인 원자 인라인 공격을 위한 2' OH를 정렬한다.[15]핵포화성 공격은 인트론(비정상적인 2-5'-3' 연계 유충 중간을 통해 두 개의 연속적인 성전환 반응 중 첫 번째를 개시한다. 여기서 두 번째 성전환은 두 개의 옆구리 바깥쪽 외과의 교전을 포함한다.

1차 및 2차 구조

U2 snRNA의 시퀀스 길이는 모든 진핵 유기체에 걸쳐 최대 크기 순서로 달라질 수 있지만, 모든 U2 snRNA는 특히 위치의 85%가 보존된 5' 끝의 하류에서 첫 80개 뉴클레오티드 내에 많은 유전학적으로 상수 영역을 포함한다.[16]또한, 스템 루프 I, II, III, IV 및 이들 도메인을 연결하는 고립된 단일 지역을 포함한 몇 가지 2차 구조 요소도 보존된다.[16][17]효모 U2 snRNA의 스템 루프 II에는 특이한 깎은 GA 기본 쌍이 들어 있어 tRNA 안티코돈 루프와 유사한 기하학적 순응을 공유하는 독특한 U턴 루프 모티브로 이어진다.[5]모든 U2 snRNA는 10-16 베이스 쌍 나선을 가진 단자 스템 루프(IV)와 컨센서스 시퀀스 5'-UYGCANUURYN-3"의 보존된 11개의 뉴클레오티드 루프를 가지고 있다.[16]

U2 snRNA는 모든 작은 핵 RNA 중에서 가장 광범위하게 변형된 것이다.[18]이러한 변환 후 수정의 정확한 위치는 유기체에 따라 다를 수 있지만, 새로운 증거는 U2 snRNA 수정과 생물학적 기능 사이에는 강한 상관관계가 있음을 시사한다.[18]수정사항에는 일부 우리딘 잔류물을 유사우리딘으로 변환, 2'-O-메틸화, 뉴클레오베이스 메틸화, 5'모노메틸화 구아노신 캡을 2,7-트리메틸화 구아노신 캡으로 변환하는 것이 포함된다.[18]이러한 변형들 중 많은 것들이 분자의 5' 끝부분에 있는 27 뉴클레오티드 지역에 존재한다.[18]

컨포메이션 다이내믹스

스플라이소솜은 조립과 스플라이싱에 걸쳐 몇 가지 일치 재배열을 거치는 동적 분자 기계다.이음재 재배열을 둘러싼 많은 생화학적 세부사항들은 여전히 불명확하지만, 최근의 연구는 U2와 U6 snRNA 사이에 중요한 접이식 단지의 형성이 즉시 이음새 반응의 첫 단계를 진행하는 것을 시각화했다.[19][6]이 접는 이벤트는 활성 부위며 두 Mg2+이온을 조정하기 이 절차 세인트에서 음전하 형성 안정을 위해 그 5´인라인 공격에 대한 분기점 아데노신과 2에서 접속 사이트´OH제휴를 포함한 필수 요소들을 발판을 제공할 것으로 보이는four-helix 접합의 형성을 촉진한다eps.[19]

진화론적 오리진스

U2-U6 접기의 주목할 만한 특징은 자기 분열 그룹 II intron에서 도메인 V와 구조적 유사성이다.[6][3]U6 snRNA에서 발견된 AGC 3중창은 그룹 II 인트론에서 보존되며, 동일한 3차 적층 상호작용도 선호하는 것으로 밝혀졌다.[6]U2-U6 접이식 이벤트 초기에 GU 흔들림 쌍의 형성은 그룹 II 인트론의 촉매 코어 형성에서도 관찰된다.[19]마지막으로, U2-U6 접이식 내에서 발견된 금속 결합 부위의 구조적 보존을 고려할 때 스플라이소솜은 그룹 II 인트론과 동일한 2-메탈 이온 메커니즘을 사용할 가능성이 높다.[3]그룹 II 인트론과 그룹 II 인토솜의 활성 부위에서 U2-U6 접종 사이의 2차 구조 및 3차 구조 보존 범위는 그룹 II 인트론과 이음매 모두 공통적인 진화 기원을 공유함을 강력히 시사한다.

참고 항목

참조

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추가 읽기

외부 링크