thumb|450px|Tipska struktura zrele eukariotske iRNK Poliadenilacija je pojava dodavanja poli (A) repa transkriptu RNK, obično iRNK. Poli (A) rep sastoji se od više adenozin-monofosfata. Drugim riječima, to je dio RNK koji ima samo adeninske baze. U eukariota, poliadenilacija je dio procesa koji proizvodi zrelu iRNK za translaciju. Kod mnogih bakterija, poli (A) rep podstiče razgradnju iRNK. Stoga je dio većeg procesa ekspresije gena.
Proces poliadenilacije počinje i završava kao transkripcija gena. Prvo se cijepa 3′ segment novonastale pre-iRNK skupa proteina; ti proteini zatim sintetiziraju poli (A) rep na 3′ kraju RNK. U nekim genima ti proteini dodaju poli (A) rep na jednom od nekoliko mogućih mjesta. Stoga poliadenilacija može proizvesti više od jednog transkripta iz jednog gena (alternativna poliadenilacija), slično kao alternativna prerada RNK.
Poli (A) rep važan je za jedarni eksport, translaciju i stabilnost iRNK. Rep se vremenom skraćuje, a kada je dovoljno kratak, iRNK se enzimski razgrađuje. Međutim, u nekoliko tipova ćelija, iRNK s kratkim poli (A) repovima pohranjuju se za kasniju aktivaciju ponovnom poliadenilacijom u citosolu. Nasuprot tome, kada se poliadenilacija dogodi u bakterijama, ona podstiče degradaciju RNK. Ovo se ponekad dešava i za eukariotske nekodirajuće RNK.
Molekule iRNK i kod prokariota i kod eukariota imaju poliadenilirane 3′-krajeve, pri čemu su prokariotski poli (A) repovi općenito kraći, a molekule iRNK manje poliadenilirane.
Mehanizam Uključeni proteini: CPSF: faktor specifičnosti cijepanja/poliadenilacije CstF: faktor stimulacije cijepanja PAP: poliadenilat-polimeraza PABII: protein koji vezuje poliadenilat 2 CFI: faktor cijepanja I CFII: faktor cijepanja II
Procesni kompleks poliadenilacije u jedru eukariota djeluje na produkte RNK- polimeraze II, kao što je prekursorna iRNK. Ovdje kompleks s više proteina cijepa najveći dio 3′ novoproizvedene RNK i poliadenilaciju završava ovim cijepanjem. Cijepanje katalizira enzim CPSF i javlja se 10-30 nukleotida nizvodno od svog mjesta vezanja. Ovo mjesto na RNK često ima poliadenilacijski signalni niz AAUAAA, ali postoje njegove varijante koje se slabije vezuju za CPSF. Dva druga proteina dodaju specifičnost vezivanju za RNK: CstF i CFI. CstF se veže za region bogat parom GU dalje nizvodno od lokacije CPSF-a) i može regrutirati CPSF čak i ako nedostaje sekvenca AAUAAA. Signal poliadenilacije - motiv sekvence prepoznat od kompleksa cijepanja RNK - varira između grupa eukariota. Većina ljudskih lokacija za poliadenilaciju sadrži sekvencu AAUAAA, , ali je ona rjeđa u biljkama i gljivama.
RNK se tipski cijepa prije završetka transkripcije, jer se CstF također veže za RNK-polimerazu II. Through a poorly understood mechanism (as of 2002), it signals for RNA polymerase II to slip off of the transcript.Molecular Biology of the Cell, Chapter 6, "From DNA to RNA". 4th edition. Alberts B, Johnson A, Lewis J, et al. New York: Garland Science; 2002. Cijepanje također uključuje protein CFII, iako nije poznato kako. Mjesto cijepanja povezano sa signalom poliadenilacije može varirati do oko 50 nukleotida.
Kada se RNK cijepa, počinje poliadenilacija, katalizirana poliadenilat-polimerazom. Poliadenilat-polimeraza gradi rep poli (A), dodavanjem adenozin-monofosfatnih jedinica iz adenozin-trifosfata u RNK, odvajajući pirofosfat. Drugi protein, PAB2, veže se za novi, kratki poli (A) rep i povećava afinitet poliadenilat-polimeraze za RNK. Kad je poli (A) rep dugačak približno 250 nukleotida, enzim se više ne može vezati za CPSF i prestaje poliadenilacija, čime se određuje dužina poli (A) repa. CPSF je u kontaktu sa RNK-polimerazom II, omogućavajući mu da signalizira polimerazi da prekine transkripciju. Kada RNK-polimeraza II dosegne "terminatorsku sekvencu" ("TTTATT" na šablonu DNK i "AAUAAA" na primarnom transkriptu), označava se kraj transkripcije. Mašinerija za poliadenilaciju je takođe fizički povezana sa splajsosommom, kompleksom koji uklanja introne iz RNK.
Alternativna poliadenilacija Mnogi geni koji kodiraju proteine imaju više od jednog mjesta za poliadenilaciju, pa gen može kodirati nekoliko iRNK koje se razlikuju po 3′ kraju. 3'područje transkripta sadrži mnoge signale poliadenilacije (PAS). Kada se koriste proksimalnije (bliže kraju 5’ kraja) PAS lokacije, to skraćuje dužinu 3’ neprevedenog područja (3'UTR) transkripta. Studije i na ljudima i mušicama pokazale su APA specifične za tkivo. S neuronskim tkivima koja preferiraju distalnu upotrebu PAS-a, što dovodi do dužih 3' UTR-a i tkiva testisa, preferirajući proksimalni PAS koji vodi do kraćih 3' UTR-ova. Studije su pokazale da postoji korelacija između nivoa konzerviranosti gena i njegove sklonosti ka alternativnoj poliadenilaciji, pri čemu visoko konzervirani geni pokazuju više APA. Slično tome, visoko eksprimirani geni slijede isti obrazac. Ribo-sekvencirani podaci (sekvenciranje samo IRNK unutar ribosoma) pokazali su da je veća vjerovatnoća da će se prevesti izoforme iRNK sa kraćim 3 ’UTR.
Budući da alternativna poliadenilacija mijenja dužinu 3 'UTR, također se može promijeniti koja su mjesta vezanja dostupna za mikroRNK u 3′ UTR. MikroRNA imaju tendenciju potiskivanja translacije i podstiču razgradnju mRNA na koje se vežu, iako postoje primjeri mikroRNK koje stabilizuju transkripte. Alternativna poliadenilacija također može skratiti kodirajuću regiju, stvarajući tako kod iRNK za različite proteine, ali to je mnogo rjeđe nego samo skraćivanje 3'neprevedenog područja.
Na izbor poli (A) mjesta mogu uticati vanćelijski podražaji i ovisi o ekspresiji proteina koji sudjeluju u poliadenilaciji. Naprimjer, ekspresija CstF-64, podjedinice faktor stimulacije cijepanja (CstF), povećava se makrofagom, kao odgovor na lipopolisaharid s (grupa bakterijskih spojeva koji izazivaju imunski odgovor). Ovo rezultira odabirom slabih poli (A) mjesta, a time i kraćim transkriptima, što uklanja regulatorne elemente u 3′ neprevedenim regijama iRNK za odbrambene proizvode, poput lizocima i TNF-α. Ove iRNK tada imaju duže poluvrijeme i proizvode više ovih proteina. RNK-vezujući proteini osim onih u mašinama za poliadenilaciju mogu uticati i na to da li se koristi mjesto poliadenilacije, kao što može metilacija DNK u blizini signala poliadenilacije l.
U prokariotima i organelama thumb|290px| Poliadenilacija u bakterijama pomaže razgradnji polinukleotid-fosforilaze u sekundarnoj strukturi Ovi bakterijski poli (A) repovi dugi su oko 30 nukleotida.
U različitim grupama poput životinja i tripanosoma, mitohondrije sadrže i stabilizirajuće i destabilizirajuće poli (A) repove. Destabilizirajuća poliadenilacija cilja i iRNK nekodirajuće RNK. Poli (A) repovi u prosjeku su dugački 43 nukleotida. Stabilizirajući počinju od stop kodona, a bez njih stop kodon (UAA) nije potpun jer genom kodira samo U ili UA dio. Biljne mitohondrije imaju samo destabilizirajuću poliadenilaciju. Mitohondrijska poliadenilacija nikada nije primijećena ni u pupajućem ni u fisionom kvascu.
Iako mnoge bakterije i mitohondrije imaju poliadenilatne polimeraze, također imaju drugi tip poliadenilacije, koju izvodi sama polinukleotid-fosforilaza. Ovaj enzim se nalazi u bakterijama, mitohondrijama, plastidima i kao sastavni dio arhejsog egzosoma (kod onih arheja koji imaju egzosom) Može sintetizirati 3′ produžetak, gdje je velika većina baza adenini. Kao i kod bakterija, poliadenilacija polinukleotid-fosforilazom podstiče razgradnju RNK i u plastidama a vjerovatno i arhejama.
Također pogledajte Adenilacija
Reference
Dopunska litrartura
Vanjski linkovi
Kategorija:Ekspresija gena Kategorija:RNK