Биогенез и механизм действия микроРНК

Сначала с генов микроРНК транскрибируются первичные микроРНК (pri-miRNA)с 5’ и 3’поли(А)концами с помощью Pol-II или Pol-III и процессируются в 70-нуклеотидные pre-miRNA в клеточном ядре. Этот процессинг выполняется микропроцессорным комплексом, состоящим из нуклеазы и белка , обвитого двунитевой РНК. Затем pre-miRNA транспортируются в цитоплазму транспортером экспортин 5, (процесс является Ran-GTP-зависимым), где pre-miRNA процессируются в зрелые микроРНК благодаря взаимодействию с эндонуклеазой , которая инициирует образование комплекса (RNA-Induced Silencing Complex), каталитический компонент которого, белок argonaute, является эндонуклеазой, деградирующей мРНК. Данный комплекс ответственен за , наблюдаемое во время экспресии микроРНК или .

Биогенез микроРНК

Когда Dicer рассекает петлю pre-miRNA, образуются две комплементарных молекулы РНК, но только одна интегрируется с комплексом RISC, вторая молекула деградирует. После интеграции с RISC-комплексом основания микроРНК комплементарно спариваются с мРНК и подавляют трансляцию. Известно, что 3’поли(А)хвосты и 5’головки очень важны для обеспечения стабильности мРНК и препятствуют разрушению последних. После того как микроРНК удаляет 3’поли(А)хвост и 5’головку у мРНК, наступает быстрое разрушение такой мРНК клеточными ферментами.

Механизм действия микроРНК

В большинстве случаев микроРНК присоединяется к мРНК-мишени на 3’UTR с многочисленными участками. Однако микроРНК, направленная на 3’UTR и/или открытую считывающую рамку, также может репрессировать генную экспрессию. Первично микроРНК взаимодействуют с 6-8 нуклеотидами на своем 5’конце с мРНК-мишенью. Эта область микроРНК получила название «seed»-области (от англ. seed – семя, зерно) и является высоко консервативной для одного семейства микроРНК у разных видов.

Перспективы исследований

В последние 7 лет резко возросло внимание к проблеме микроРНК, что подтверждается множеством публикаций в различных журналах. Согласно данным базы микроРНК, общее количество известных микроРНК возросло с 218 в 2002 г. до 5 071 в 2007 г. В настоящее время для человека описано более 400 микроРНК, а применение компьютерных программ позволило предсказать наличие более 1 000 генов микроРНК в геноме человека. МикроРНК контролируют множество биологических и метаболических процессов: от развития органов, тканей и сигнальной трансдукции до заболеваний, вызванных опухолевыми процессами и вирусом иммунодефицита.Существует возможность их использования в диагностике и в качестве биомаркера рака. Для каждого типа рака экспрессированы как минимум две микроРНК. Возможна либо повышенная экспрессия отдельных микроРНК, при этом микроРНК функционирует как онкоген, либо сниженная экспрессия, и при этом микроРНК выступает как ген, супрессирующий развитие опухоли. Важно также то, что некоторые микроРНК имеют различный профиль экспрессии при разных типах рака. По мере развития опухоли меняется и профиль экспрессии микроРНК. Предполагают, что микроРНК могут служить новыми биомаркерами в диагностике заболеваний и обеспечить новую стратегию генной терапии с использованием технологий микроРНК.

Ссылки по теме