Sestřih RNA

Question 1

Introny a exony

Answer 1

Introny - nekódující sekvence
Exony - kódující sekvence

Question 2

Mechanismus sestřihu

Answer 2

• každý sestřih vyhodí jeden intron a proběhnout vždy 2 transesterifikace
• 1.Adenin z intronu napadne 5’ místo a přeruší fosfodiesterovou vazbu
• 2.Volný 5’ konec vytvoří strukturu lasa (yeehaw) = lariát
• 3.konce exonů se spojí dohromady -> lariát se vyštěpí
• není potřeba ATP, ale raději se používá pro přesnost

Question 3

Spliceosom - mechanismus (snRNP)

Answer 3

= sestřihový komplex
snRNA
- sestřih zabezpečují molekuly snRNA (small nuclear RNA, bodyguardi) -> umí rozeznat hranice intronů a exonů
- 5 typů: U1, U2, U4, U5, U6
- každá snRNA tvoří komplex snRNP = small nuclear ribonucleoprotein
- snRNPs jsou jádrem spliceosomu
- BBP = branch point binding protein, rozeznává místo větvení spolu s U2AF (=U2 auxiliary factor)
- U2 snRNP nahradí BBP a páruje s 5’ koncem
- na scénu triple U4/U6*U5 snRNP -> reorganizace tak, že U6 snRNP nahradí U1 snRNP (přesnost splicingu) -> vznikne tak lariát a ukončí se sestřih

Question 4

Změny uspořádání ve spliceosomu - Kvasinky

Answer 4

• součástí spliceosomu jsou RNA helikázy - vyžadují ATP na rozrušení RNA-RNA inerakcí mezi snRNP
• vyžaduje ATP

Question 5

Přesnost sestřihu - možné chyby, Exon definition hypothesis

Answer 5

• např. přeskočení exonu
• chyby se eliminují změnami uspořádání ve spliceosomu -> ty vedou k tvorbě katalytického místa
• cíle je vytvořit aktivní místo až po správném nasednutí celého spliceosomu na pre-mRNA
• vždy je nejdříve obsazené 5’ místo (bo 3’ konec ještě není přepsaný) -> tím se zabrání přeskočení exonu
• sestavení spliceosomu je kotranskripční
• Exon definition hypothesis:
  -> všechny exony jsou cca stejně velké
  -> při syntéze RNA nasedají na exony SR proteiny (Ser, Arg) a označují 5’ a 3’ konce sestřihu
  -> spolu s SR proteiny nasednou i U1 snRNP a U2AF na hranice exon/intron a jsou pak zabaleny do hnRNP komplexů (heterogenní nukleový protein) -> zvyšuje se přesnost nasedání sestřihových faktorů na pre-mRNA a snižuje se riziko sestřihu v jiných místech

Question 6

Další sestřihové systémy - AC-AT spliceosom, trans-splicing

Answer 6

AT-AC spliceosom
- minoritní systém sestřihu u vyšších eukaryot
- na hranici intron/exon jsou sekvence AC-AT
Trans-splicing
- jenom u některých organismů (trypanosomy)
- exony dvou různých transkriptů jsou sestřiženy dohromady a tvoří jednu mRNA
- jeden jediný exon je připojený na 5’ konec různých transkriptů -> všechny produkty mají stejný 5’ exon, ale jiný 3’ exon
- zdrojem společného exonu na 5’ konci je SL RNP = spliced leader RNP

Question 7

Proč je sestřih zabezpečován RNA a ne proteiny?

Answer 7

• v prabuňkách to mělo významnou roli
• Autokatalytické introny:
  -> Self-splicing intron sequences
  -> Group 1 intron sequences - kofaktor může být GTP, GDP…, vyštěpení je spojeno s mininimálně třemi transesterifikačními reakcemi, iniciace sestřihu napadením fosfodiesterové vazby na 5’ sestřihovém míste
  -> Group 2 intron sequences - výskyt v pre-mRNA, pre-rRNA a pre-tRNA mitochondrií a chloroplastů; asi předchůdce historie

Question 8

Nekódující RNA - promotor RNA pol. I transkriptů/RNA pol. III transkriptů, rRNA

Answer 8

Promotor RNA pol. I transkriptů:
- má upstream control element
- pro iniciaci jsou nutné UBF faktory a SL1 komplex
Promotor RNA pol. III transkriptů:
- má promotory downstream
rRNA:
- syntetizovány RNA pol. I
- Polymeráza nemá CTD část -> produkty jsou bez 7mg čepičky a polyA konce
- až 80 = buněčné RNA
- 4 typy rRNA - 18S; 5,8S; 28S; chemické modifikace (methylace, isomerizace,…)

Question 9

Export mRNA

Answer 9

• jen malá část RNA v jádře je mRNA
• kompletní mRNA jdou do cytoplazmy jen přes jaderné póry
• vyžaduje GTP
• musí mít 7mg čepičku, polyA konec spolu s PAP