Малые ядрышковые РНК

Малые ядрышковые РНК (мякРНК, англ. snoRNA) — класс малых РНК, участвующих в химических модификациях (метилировании и псевдоуридилировании) рибосомных РНК, а также тРНК и малых ядерных РНК. По классификации MeSH малые ядрышковые РНК считаются подгруппой малых ядерных РНК. мякРНК обычно относят к «гидовым» РНК, однако их нельзя путать с гидовыми РНК, направляющими редактирование РНК у трипаносом.

Модификации, направляемые мякРНК

После транскрипции генов рРНК образующиеся молекулы (называемые пре-рРНК), для того, чтобы превратиться в зрелые рРНК, должны быть подвергнуты серии шагов процессирования. Процессирование включает метилирование и псевдоуридилирование, направляемые мякРНК.

• Метилирование — присоединение метильных групп к различным субстратам. рРНК человека содержат приблизительно 115 модификаций, являющихся метилированием. Большая часть таких модификаций — метилирование по 2’O атому рибозы.^[1]
• Псевдоуридилирование — изомеризация уридина в псевдоуридин(Ψ). Зрелые рРНК человека содержат около 95 остатков псевдоуридина^[1]. Каждая молекула мякРНК действует в качестве «направляющей» только для одной-двух модификаций целевой РНК. При этом каждая молекула мякРНК связана по меньшей мере с четырьмя молекулами белка, образуя РНК-белковый комплексы, называемые малыми ядрышковыми рибонуклопротеидами (англ. snoRNP). То, какие белки входят в состав комплекса, зависит от типа мякРНК(см. ниже). Молекула мякРНК содержит последовательность из 10-20 нуклеотидов, комплементарную последовательности, в состав которой входит модифицируемый нуклеотид, что позволяет мякРНК специфично связываться с необходимым участком процессируемой рРНК. После связывания мякРНК с процессируемым сайтом белки, входящие в состав комплекса, осуществляют катализ химической модификации основания.

Пример вторичной структуры мякРНК SNORD73(RF00071), относящейся к классу C/D box, взятый из базы данных Rfam

Значение модификаций рРНК

Влияние метилирования и псевдоуридилирования на функции зрелой рРНК изучено недостаточно. Вероятно, модификации не являются необходимыми, но известно, что они несколько улучшают укладку РНК и взаимодействие с рибосомными белками. При этом, модификации расположены исключительно в консервативных и функционально важных доменах рРНК и схожи у эволюционно удалённых групп эукариот.^[2].

1. 2'-O-метилирование рибозы стабилизирует 3'-эндо конформацию.
2. Псевдоуридин (Ψ), по сравнению с уридином имеет дополнительную возможность для образования водородных связей.
3. Сильно метилированная РНК защищена от гидролиза. rRNA acts as a ribozyme by catalyzing its own hydrolysis and splicing.

Организация в составе генома

Большая часть генов мякРНК позвоночных расположены в интронах генов, кодирующих белки, вовлечённые в сборку рибосом или трансляцию. Гены мякРНК транскрибируются РНК-полимеразой II типа, но могут и транскрибироваться с собственных промоторов, РНК-полимеразой II или III типа.

Другие функции

Недавно было обнаружено, что мякРНК имеют функции, не связанные с рРНК. Одна из таких функций состоит в регуляции альтернативного сплайсинга транс-транскриптов, осуществляемой мякРНК под названием HBII-52 (SNORD115).^[3]

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Maden BE, Hughes JM (1997). «Eukaryotic ribosomal RNA: the recent excitement in the nucleotide modification problem». Chromosoma 105 (7-8): 391–400. PMID 9211966.
2. ↑ Bachellerie, JP; Cavaille J, Huttenhofer A (2002). «The expanding snoRNA world». Biochimie 84: 775–790. DOI:10.1016/S0300-9084(02)01402-5. PMID 12457565.
3. ↑ Kishore S, Stamm S (2006). «The snoRNA HBII-52 regulates alternative splicing of the serotonin receptor 2C». Science 311 (5758): 230–231. DOI:10.1126/science.1118265. PMID 16357227.