Kmenová smyčka - Stem-loop

Příklad RNA kmenové smyčky

Intramolekulární párování bází a smyčky je vzor, ​​který se může vyskytovat v jednovláknové RNA . Struktura je také známá jako vlásenka nebo vlásenka. K tomu dochází, když dvě oblasti stejného řetězce, obvykle komplementární v nukleotidové sekvenci při čtení v opačných směrech, vytvoří pár párů bází za vzniku dvojité šroubovice, která končí v nepárové smyčce. Výsledná struktura je klíčovým stavebním kamenem mnoha sekundárních struktur RNA . Jako důležitá sekundární struktura RNA může řídit skládání RNA, chránit strukturální stabilitu messengerové RNA (mRNA), poskytovat rozpoznávací místa pro proteiny vázající RNA a sloužit jako substrát pro enzymatické reakce.

Formace a stabilita

Vytvoření struktury kmenové smyčky je závislé na stabilitě výsledných oblastí šroubovice a smyčky. Prvním předpokladem je přítomnost sekvence, která se může složit zpět na sebe a vytvořit spárovanou dvojitou šroubovici. Stabilita této šroubovice je dána její délkou, počtem neshod nebo vyboulení, které obsahuje (malý počet je tolerovatelný, zejména u dlouhé šroubovice) a základním složením spárované oblasti. Nasazení mezi guanin a cytosin mají tři vodíkové vazby a jsou stabilnější v porovnání s adenin - uracil párování, které mají pouze dvě. V RNA jsou páry adenin-uracil se dvěma vodíkovými vazbami stejné jako vazba adenin- thyminu DNA. Interakce stohování bází, které sladí pí vazby aromatických kruhů zásad v příznivé orientaci, také podporují tvorbu šroubovice.

Stabilita smyčky také ovlivňuje tvorbu struktury kmenové smyčky. „Smyčky“, které jsou kratší než tři báze, jsou sterilně nemožné a netvoří se. Velké smyčky bez vlastní sekundární struktury (například párování pseudoknotů ) jsou také nestabilní. Optimální délka smyčky bývá asi 4-8 základen. Jedna společná smyčka se sekvencí UUCG je známá jako " tetraloop " a je zvláště stabilní díky interakcím jejích složených nukleotidů se stohováním bází.

Strukturální kontexty

Kmenové smyčky se vyskytují ve strukturách pre- mikroRNA a nejvíce se proslavily v přenosové RNA , která obsahuje tři pravé kmenové smyčky a jeden kmen, které se setkávají ve vzoru čtyřlístku. Antikodon, který rozpoznává kodon během translačního procesu, je umístěn na jedné z nepárových smyček v tRNA. Dvě vnořené struktury kmenové smyčky se vyskytují v RNA pseudoknotech , kde smyčka jedné struktury tvoří část druhého kmene.

Mnoho ribozymů má také struktury kmenové smyčky. Self-štěpící hammerhead ribozym obsahuje tři kmenových smyček, které splňují v centrální nespárované oblasti, kde lži štěpného místa. Základní sekundární struktura hammerhead ribozymu je nezbytná pro činnost štěpení.

Vlásenkové smyčky jsou často prvky nacházející se v 5'UTR prokaryot. Tyto struktury jsou často vázány proteiny nebo způsobují útlum transkriptu za účelem regulace translace.

Struktura mRNA kmenové smyčky tvořící se na vazebném místě ribozomu může řídit zahájení translace .

Struktury smyčky kmene jsou také důležité při ukončení transkripce prokaryotického rho-nezávislého . Vlásenková smyčka se během transkripce vytvoří v řetězci mRNA a způsobí disociaci RNA polymerázy z řetězce templátu DNA. Tento proces je známý jako rho-nezávislé nebo vnitřní ukončení a zapojené sekvence se nazývají terminátorové sekvence.

Viz také

Reference

  1. ^ Svoboda, P., & Cara, A. (2006). Hairpin RNA: Sekundární struktura primárního významu. Cellular and Molecular Life Sciences, 63 (7), 901-908.
  2. ^ Meyer, Michelle; Deiorio-Haggar K; Anthony J (červenec 2013). „RNA struktury regulující biosyntézu ribozomálních proteinů v bacilech“ . Biologie RNA . 7. 10 : 1160–1164. doi : 10,4161/rna.24151 . PMC  3849166 . PMID  23611891 .
  3. ^ Malys N, Nivinskas R (2009). „Nekanonické uspořádání RNA v T4 sudých fágech: umístěné vazebné místo ribozomu na intercistronickém spojení genu 26-25“ . Mol Microbiol . 73 (6): 1115–1127. doi : 10.1111/j.1365-2958.2009.06840.x . PMID  19708923 .
  4. ^ Malys N, McCarthy JEG (2010). „Zahájení překladu: lze očekávat změny v mechanismu“. Buněčné a molekulární vědy o životě . 68 (6): 991–1003. doi : 10,1007/s00018-010-0588-z . PMID  21076851 .