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ARN espliceosomal U4
RF00015.jpg
Estructura secundaria prevista y conservación de la secuencia de U4
Identificadores
SímboloU4
RfamRF00015
Otros datos
Tipo de ARNGene ; snRNA ; empalme
Dominio (s)Eucariota
VAMOSIR: 0017070 IR: 0000353 IR: 0000351 IR: 0005687 IR: 0046540
ASI QUEEntonces: 0000393
Estructuras PDBPDBe
Una representación en 3D de un fragmento de un ARNnn U4. La estructura cristalina de la proteína espliceosomal de 15,5 KD se unió a un fragmento de ARNpn U4. [1]

El U4 pequeño nuclear Ribo-ácido nucleico (U4 snRNA) es un ARN no codificante componente de la mayor o U2-dependiente spliceosome - un eucariota máquina molecular involucrado en el corte y empalme del pre-ARN mensajero (pre- ARNm ). Forma un dúplex con U6 , y con cada ronda de empalme, se desplaza del ARNp de U6 (y el espliceosoma) de una manera dependiente de ATP, lo que permite que U6 se repliegue y cree el sitio activo para la catálisis de empalme . Un proceso de reciclaje que involucra la proteína Brr2 libera U4 de U6, mientras que la proteína Prp24 vuelve a templar U4 y U6. La estructura cristalina de un 5 ′Se ha resuelto el tallo-bucle de U4 en complejo con una proteína de unión. [1]

Papel biológico

Se ha demostrado que el ARNrn de U4 existe en varios formatos diferentes, que incluyen: unido a proteínas como una pequeña proteína nuclear Ribo-Nuclear snRNP , [2] involucrado con el ARNnp de U6 en el di-snRNP, [3] así como también involucrado con el snRNA de U6 y el snRNA de U5 en el tri-snRNP. [4] [5] Los diferentes formatos se han propuesto para coincidir con diferentes eventos temporales en la actividad de la penta-snRNP, [6] o como intermedios en el modelo escalonado de ensamblaje y actividad de espliceosomas. [7]

Se ha demostrado que el ARNnn de U4 (y su probable análogo snR14 en la levadura [8] ) no participa directamente en las actividades catalíticas específicas de la reacción de corte y empalme, [9] y se propone que actúe como un regulador del ARNnn de U6. El snRNA de U4 inhibe la actividad del espliceosoma durante el ensamblaje mediante el apareamiento de bases complementarias entre el snRNA de U6 en dos regiones del tallo altamente conservadas. [10] Se sugiere que esta interacción de emparejamiento de bases evita que el ARNrn de U6 se ensamble con el ARNrn de U2 en la conformación requerida para la actividad catalítica. [11] Si el ARNnn de U4 se degrada y, por lo tanto, se elimina del espliceosoma, el empalme se detiene efectivamente. [12]Los snRNA de U4 y U6 se requieren de forma demostrativa para el corte y empalme in vitro. [13]

Estructura

Figura 1. Estructura secundaria putativa de U4 desnudo.
Figura 2. Estructura secundaria de apareamiento de bases U4 / U6 putativo.

Se sugiere que la estructura secundaria del snRNA de U4 se altere dependiendo de su interacción con el snRNA de U6. [7] Varios experimentos que involucran cristalografía de rayos X , [1] [14] RMN , [15] y sondeo de la estructura del ARN de modificación química [16] indican que la estructura secundaria del ARNsn de U4 contiene varios motivos conservados, [17] que sirven también para estructuras como roles intermedios en el establecimiento de interacciones con otros componentes de empalme. La supuesta estructura secundaria de emparejamiento de bases U4 / U6 snRNA que se muestra en la Figura 2, se conserva en un conjunto diverso de organismos, lo que sugiere los orígenes antiguos de la maquinaria de empalme. [18]Se ha demostrado previamente que un bucle Kinked altamente conservado participa en interacciones proteicas específicas. [1] [19]

Interacciones

El snRNA de U4 debe ser desplazado del snRNA de U6 en un proceso dependiente de ATP que involucra a la proteína Brr2, antes de que el espliceosoma se active. [9] [20] [21] Se ha propuesto un ciclo que incluye tanto a Brr2 como a la proteína prp24 que vuelve a aparear selectivamente U4 con el ARNp de U6. [21] [22] [23] [24] Un anillo de proteínas Sm rodea una región conservada del snRNA U4 cerca del extremo 3 'que se espera que promueva interacciones favorables entre los diferentes snRNP y que posiblemente proteja al snRNA U4 de degradación por enzimas ARNasa . [25] [26]Se han identificado más de 100 proteínas que participan en la vía espliceosomal; también se sabe que varias proteínas de tamaño variable interactúan con el U4 snRNP. [27]

Referencias

  1. ↑ a b c d Vidovic I, Nottrott S, Hartmuth K, Lührmann R, Ficner R (diciembre de 2000). "Estructura cristalina de la proteína espliceosomal de 15,5 kD unida a un fragmento de ARNpn U4". Mol. Celular . 6 (6): 1331–42. doi : 10.1016 / S1097-2765 (00) 00131-3 . PMID  11163207 .
  2. ^ Raghunathan PL, Guthrie C (julio de 1998). "El desenrollado de ARN en snRNP de U4 / U6 requiere hidrólisis de ATP y el factor de empalme de caja DEIH Brr2" . Curr. Biol . 8 (15): 847–55. doi : 10.1016 / S0960-9822 (07) 00345-4 . PMID 9705931 . S2CID 14302377 .  
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  9. ↑ a b Yean SL, Lin RJ (noviembre de 1991). "El ARN nuclear pequeño U4 se disocia de un espliceosoma de levadura y no participa en la reacción de empalme posterior" . Mol. Celda. Biol . 11 (11): 5571–7. doi : 10.1128 / MCB.11.11.5571 . PMC 361927 . PMID 1833635 .  
  10. ^ Guthrie C, Patterson B (1988). "SnRNAs spliceosomales". Annu. Rev. Genet . 22 : 387–419. doi : 10.1146 / annurev.ge.22.120188.002131 . PMID 2977088 . 
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Lectura adicional

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  • Thomas, J; Filtración; Zucker-Aprison E; Blumenthal T (1990). "Los snRNAs espliceosomales de Caenorhabditis elegans" . Ácidos nucleicos Res . 18 (9): 2633–2642. doi : 10.1093 / nar / 18.9.2633 . PMC  330746 . PMID  2339054 .

Enlaces externos

  • Página de ARN espliceosomal U4 en Rfam