Uoversatt region - Untranslated region

For annen bruk, se UTR .
Sammenlign ikke-kodende RNA .
Flyten av genetisk informasjon i en celle. DNA transkriberes opprinnelig til et messenger -RNA (mRNA) molekyl. MRNA blir deretter oversatt til et protein . (Se Sentralt dogme om molekylærbiologi .)
mRNA -struktur, omtrent skalert for et humant mRNA

I molekylær genetikk refererer en ikke -oversatt region (eller UTR ) til en av to seksjoner, en på hver side av en kodende sekvens på en streng av mRNA . Hvis den er funnet på 5' -siden , kalles den 5'UTR (eller ledersekvens ), eller hvis den er funnet på 3' -siden, kalles den 3'UTR (eller trailersekvens ). mRNA er RNA som bærer informasjon fra DNA til ribosomet , stedet for proteinsyntese ( translasjon ) i en celle. MRNA blir først transkribert fra den tilsvarende DNA -sekvensen og deretter oversatt til protein. Imidlertid blir flere regioner av mRNA vanligvis ikke oversatt til protein, inkludert 5 'og 3' UTR.

Selv om de kalles utranslaterte regioner, og ikke danner den proteinkodende regionen til genet, kan uORFer som befinner seg innenfor 5'-UTRen, bli oversatt til peptider .

5 'UTR er oppstrøms for kodingssekvensen. Innenfor 5'UTR er en sekvens som gjenkjennes av ribosomet som lar ribosomet binde og starte translasjon. Mekanismen for oversettelsesinitiering er forskjellig i prokaryoter og eukaryoter . 3 'UTR finnes umiddelbart etter oversettelsesstoppkodonet. 3 'UTR spiller en kritisk rolle i oversettelsesavslutning, så vel som etter transkripsjonell modifikasjon .

Disse ofte lange sekvensene ble en gang antatt å være ubrukelige eller useriøse mRNA som ganske enkelt har akkumulert seg over evolusjonær tid. Imidlertid er det nå kjent at den ikke -oversatte regionen til mRNA er involvert i mange regulatoriske aspekter ved genuttrykk i eukaryote organismer. Viktigheten av disse ikke-kodende regionene støttes av evolusjonære resonnementer, ettersom naturlig seleksjon ellers ville eliminert dette ubrukelige RNA.

Det er viktig å skille 5 'og 3' UTR fra annet ikke-proteinkodende RNA . Innenfor kodesekvensen til pre-mRNA kan det finnes deler av RNA som ikke vil bli inkludert i proteinproduktet. Disse delene av RNA kalles introner . RNA som er resultatet av RNA -spleising er en sekvens av eksoner . Grunnen til at introner ikke regnes som uoversatte regioner er at intronene er spleiset ut i prosessen med RNA -spleising . Intronene er ikke inkludert i det modne mRNA- molekylet som vil gjennomgå translasjon og anses derfor som ikke-proteinkodende RNA.

Historie

De utranslaterte områdene av mRNA ble et emne for studier allerede på slutten av 1970 -tallet, etter at det første mRNA -molekylet var fullstendig sekvensert. I 1978 ble 5'UTR av det humane gamma-globin- mRNA fullstendig sekvensert. I 1980 ble det utført en studie på 3 'UTR av de dupliserte humane alfa-globingene.

Utvikling

Den ikke -oversatte regionen er sett i prokaryoter og eukaryoter, selv om lengden og sammensetningen kan variere. I prokaryoter er 5 'UTR vanligvis mellom 3 og 10 nukleotider lang. I eukaryoter kan 5 'UTR være hundrevis til tusenvis av nukleotider lange. Dette er i samsvar med den høyere kompleksiteten til genomene til eukaryoter sammenlignet med prokaryoter. 3 'UTR varierer også i lengde. Den poly-A-hale er viktig for å holde mRNA fra å bli degradert. Selv om det er variasjon i lengder på både 5 'og 3' UTR, har det blitt sett at 5 'UTR -lengden er mer konservert i evolusjon enn 3' UTR -lengden.

Prokaryoter

5 'UTR av prokaryoter består av Shine-Dalgarno-sekvensen (5'-AGGAGGU-3'). Denne sekvensen er funnet 3-10 basepar oppstrøms fra startkodonet. Startkodonet er startstedet for oversettelse til protein.

Eukaryoter

5 'UTR for eukaryoter er mer kompleks enn prokaryoter. Den inneholder en Kozak -konsensus -sekvens (ACCAUGG). Denne sekvensen inneholder startkodonet. Startkodonet er startstedet for oversettelse til protein.

Lenker til sykdom

Viktigheten av disse utranslaterte områdene av mRNA begynner bare å bli forstått. Det utføres forskjellige medisinske studier som har funnet sammenhenger mellom mutasjoner i ikke -oversatte regioner og økt risiko for å utvikle en bestemt sykdom, for eksempel kreft. For eksempel har forbindelser mellom polymorfismer i HLA-G 3'UTR-regionen og utvikling av tykktarmskreft blitt oppdaget. Enkeltnukleotidpolymorfismer i 3 'UTR for et annet gen har også vært assosiert med mottakelighet for for tidlig fødsel . Mutasjoner i 3 'UTR av APP -genet er relatert til utvikling av cerebral amyloid angiopati .

Videre studier

Gjennom den nylige studien av uoversatte regioner har generell informasjon blitt samlet om arten og funksjonen til disse elementene. Imidlertid er det fortsatt mye som er ukjent om disse områdene av mRNA. Siden regulering av genuttrykk er avgjørende for cellens riktige funksjon, er dette et studieområde som må undersøkes nærmere. Det er viktig å vurdere at mutasjoner i 3 'ikke -oversatte regioner har potensial til å endre uttrykket for flere gener som kan se ut som ikke -relaterte. Vi begynner bare å forstå sammenhengen mellom riktig ikke -oversatt regionfunksjon og sykdomstilstander i celler.

Se også

Referanser

  1. ^ Vilela, Cristina; McCarthy, John EG (2003-08-01). "Regulering av soppegenuttrykk via korte åpne leserammer i mRNA 5'oversatt region" . Molekylær mikrobiologi . 49 (4): 859–867. doi : 10.1046/j.1365-2958.2003.03622.x . ISSN  0950-382X . PMID  12890013 .
  2. ^ Barrett, Lucy W; Fletcher, Sue; Wilton, Steve D (2013). Uoversatte genregioner og andre ikke-kodende elementer . Springer. ISBN 978-3-0348-0679-4.
  3. ^ Chang, JC; Poon, R .; Neumann, KH; Kan, YW (1978-10-01). "Nukleotidsekvensen til den 5'-oversatte regionen av humant gammaglobin-mRNA" . Forskning på nukleinsyrer . 5 (10): 3515–3522. doi : 10.1093/nar/5.10.3515 . ISSN  0305-1048 . PMC  342692 . PMID  318162 .
  4. ^ Michelson, AM; Orkin, SH (1980-11-01). "De 3 'utranslaterte områdene av de dupliserte humane alfa-globingene er uventet divergerende". Cell . 22 (2 punkt 2): 371–377. doi : 10.1016/0092-8674 (80) 90347-5 . ISSN  0092-8674 . PMID  7448866 . S2CID  54238986 .
  5. ^ Lin, Zhenguo; Li, Wen-Hsiung (2012-01-01). "Evolusjon av 5 'uoversatt regionlengde og genuttrykk omprogrammering i gjær" . Molekylærbiologi og evolusjon . 29 (1): 81–89. doi : 10.1093/molbev/msr143 . ISSN  1537-1719 . PMC  3245540 . PMID  21965341 .
  6. ^ Jin, H; Zhao, Q; Gonzalez; de Valdivia, EI; Ardell, DH; Stenström, M; Isaksson, LA (april 2006). "Påvirkning av genuttrykk in vivo av en Shine-Dalgarno-sekvens" . Molekylær mikrobiologi . 60 (2): 480–492. doi : 10.1111/j.1365-2958.2006.05110.x . PMID  16573696 . S2CID  5686240 .
  7. ^ Nakagawa, Så; Niimura, Yoshihito; Gojobori, Takashi; Tanaka, Hiroshi; Miura, Kin-ichiro (2008-02-01). "Mangfold av foretrukne nukleotidsekvenser rundt oversettelsesinitieringskodonet i eukaryote genomer" . Forskning på nukleinsyrer . 36 (3): 861–871. doi : 10.1093/nar/gkm1102 . ISSN  0305-1048 . PMC  2241899 . PMID  18086709 .
  8. ^ M. Garziera og E. Catamo og S. Crovella og M. Montico og E. Cecchin og S. Lonardi og E. Mini og S. Nobili og L. Romanato og G. Toffoli (2015). "Forening av HLA-G 3'UTR-polymorfismer med tykktarmskreft i Italia: et første innblikk". International Journal of Immunogenetics . 43 (1): 32–39. doi : 10.1111/iji.12243 . PMID  26752414 . S2CID  205193023 .CS1 maint: bruker forfatterparameter ( lenke )
  9. ^ Zhu, Qin; Chen, Ying; Dai, Jianrong; Wang, Benjing; Liu, Minjuan; Wang, Yun; Tao, Jianying; Li, Hong (2015-01-01). "Metylentetrahydrofolatreduktasepolymorfier i 3'-oversatt region er forbundet med mottakelighet for for tidlig fødsel" . Oversettelsespediatri . 4 (1): 57–62. doi : 10.3978/j.issn.2224-4336.2015.01.02 . ISSN  2224-4344 . PMC  4729064 . PMID  26835361 .
  10. ^ G. Nicolas og D. Wallon og C. Goupil og A.-C. Richard og C. Pottier og V. Dorval og M. Sarov-Riviere og F. Riant og D. Herve og P. Amouyel og M. Guerchet og B. Ndamba-Bandzouzi og P. Mbelesso og J.-F. Dartigues og J.-C. Lambert og P.-M. Preux og T. Frebourg og D. Campion og D. Hannequin og E. Tournier-Lasserve og SS Hebert og A. Rovelet-Lecrux (2016). "Mutasjon i 3' -oversatte region av APP som en genetisk determinant for cerebral amyloid angiopati" . European Journal of Human Genetics . 24 (1): 92–98. doi : 10.1038/ejhg.2015.61 . PMC  4795229 . PMID  25828868 .CS1 maint: bruker forfatterparameter ( lenke )
  11. ^ Chatterjee, Sangeeta; Pal, Jayanta K. (2009-05-01). "Rollen til 5'- og 3'-uoversatte regioner av mRNA i menneskelige sykdommer" . Cellens biologi . 101 (5): 251–262. doi : 10.1042/BC20080104 . ISSN  1768-322X . PMID  19275763 . S2CID  22689654 .

Eksterne linker