Лидер T-box
элемент РНК
РНК-семейство
Лидер T-box
Предсказанная вторичная структура и сохранение последовательности T-box
Идентификаторы
СимволТ-бокс
РфамРФ00230
Другие данные
Тип РНКЦис-рег; лидер ;
ДоменыБактерии
ИДТИGO:0000049
ТАКSO:0000140
Структуры PDBПДБе

Обычно встречающаяся в грамположительных бактериях , последовательность лидера T-box представляет собой элемент РНК , который контролирует экспрессию генов посредством регуляции трансляции путем прямого связывания с определенной тРНК и определения ее состояния аминоацилирования . [1] Это взаимодействие контролирует экспрессию нижестоящих генов аминоацил-тРНК-синтетазы, биосинтеза аминокислот и генов, связанных с поглощением, в отрицательной обратной связи . [1] [2] Незаряженная тРНК действует как эффектор для антитерминации транскрипции генов в семействе лидеров T-box. [3] [4] [5] Антикодон определенной пары оснований тРНК спаривается с последовательностью спецификатора в мотиве T-box, а акцепторный хвост NCCA пары оснований тРНК с консервативным выступом в шпильке антитерминатора T-box. [6]

тРНК-опосредованное ослабление

Хотя точный механизм лидера T-box до сих пор неясен и в настоящее время изучается, недавно он был признан членом расширяющейся группы РНК, которые филогенетически консервативны во многих грамположительных бактериях. [2] Они структурно сложны и способны напрямую воспринимать физиологические сигналы, что приводит к контролю экспрессии нижестоящих генов. [2] Этот контроль экспрессии генов осуществляется с помощью транскрипционной аттенуации — общей стратегии регуляции транскрипции, которая определяет, когда необходимо изменение скорости транскрипции, и инициирует изменение в определенном месте (иногда предшествующем одному или нескольким генам оперона ) . [7] Опероны, кодирующие аминоацил-тРНК-синтетазы, регулируемые транскрипционной аттенуацией, опосредованной тРНК, содержат лидерную область, которая определяет сегмент транскрипта, который может складываться и в конечном итоге образовывать сложный набор структур. [7] Два из наиболее важных сегментов для аттенуации функционируют как терминатор и антитерминатор в различных регуляторных ситуациях. [7]

Когда заряженной тРНК много, тРНК не связывается, лидер T-Box принимает форму терминатора, и транскрипция прекращается.
Когда незаряженная тРНК в изобилии, тРНК связывается, лидер T-Box принимает форму антитерминатора, и транскрипция не прекращается.

Структура лидера

С точки зрения структуры, РНК T-box высококонсервативна, особенно в дистальной области стебля I. [1] Область стебля I образует дугообразную конформацию, вершина которой содержит сложное взаимодействие «петля-петля» между консервативным аденин-гуаниновым выступом и дистальной петлей. [1] Эта структура «петля-петля» похожа на ту, что наблюдается в месте выхода рибосомы, что позволяет предположить, что она высококонсервативна среди участков распознавания тРНК. [1] Вершина области стебля I распознает две критические позиции на тРНК: антикодон и петли D/T. [8] В этом месте происходят обширные межмолекулярные взаимодействия. [8] Если длина или ориентация этих двух точек распознавания изменены или не совпадают, комплекс рибопереключателя T-box и тРНК нарушается, и надлежащее функционирование регуляции транскрипции не может происходить. [8] [9]

Функция рибосвитча

Рибосвитч функционирует, напрямую воспринимая физиологический сигнал. [10] Затем специфическая незаряженная тРНК связывается с элементом рибосвитча в транскрипте, и в транскрипте происходит структурное изменение, которое способствует экспрессии кодирующей последовательности ниже по течению. [2] [10] Последовательность спецификатора является первой последовательностью распознавания в лидере. [7] Она комплементарна антикодону тРНК, который является субстратом тРНК-синтетазы под регуляцией. [7] Вторая последовательность связывания тРНК, последовательность T-бокса, комплементарна нуклеотиду, предшествующему акцепторному концу тРНК. [7] T-бокс находится в боковой выпуклости антитерминатора. [7]

Метод регулирования

Наиболее распространенной модельной системой, используемой для изучения лидера T-box, является грамположительная бактерия Bacillus subtilis . [10] С точки зрения того, что в настоящее время известно о регуляторной роли функции T-box, кажется, что когда незаряженная тРНК в изобилии, она связывается со спецификатором и последовательностью T-box соответствующей лидерной РНК, стабилизируя антитерминатор и, в свою очередь, предотвращая образование терминатора. [7] Без образования терминатора транскрипция будет продолжаться. [7] Однако, если тРНК заряжена, ее акцепторный конец будет заблокирован аминокислотой и, таким образом, не сможет спариться с T-box. [7] Затем сформируется терминатор, тем самым завершая транскрипцию. [7]

  • Страница лидера T-box в Rfam
  • TBDB, база данных аннотированных лидерных последовательностей T-box

Ссылки

  1. ^ abcde Grigg JC, Chen Y, Grundy FJ, Henkin TM, Pollack L, Ke A (апрель 2013 г.). «T-box RNA декодирует как информационное содержание, так и геометрию тРНК, чтобы повлиять на экспрессию генов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (18): 7240– 7245. Bibcode : 2013PNAS..110.7240G. doi : 10.1073/pnas.1222214110 . PMC  3645572. PMID  23589841 .
  2. ^ abcd Green NJ, Grundy FJ, Henkin TM (январь 2010 г.). «Механизм T-бокса: тРНК как регуляторная молекула». FEBS Letters . 584 (2): 318– 324. doi :10.1016/j.febslet.2009.11.056. PMC 2794906. PMID  19932103 . 
  3. ^ Grundy FJ, Rollins SM, Henkin TM (август 1994). «Взаимодействие между акцепторным концом тРНК и T-боксом стимулирует антитерминацию в гене tyrS Bacillus subtilis: новая роль дискриминаторной базы». Journal of Bacteriology . 176 (15): 4518– 4526. doi :10.1128/jb.176.15.4518-4526.1994. PMC 196270 . PMID  8045882. 
  4. ^ Grundy FJ, Collins JA, Rollins SM, Henkin TM (август 2000 г.). «детерминанты тРНК для антитерминации транскрипции гена tyrS Bacillus subtilis». РНК . 6 (8): 1131– 1141. doi :10.1017/s1355838200992100. PMC 1369987 . PMID  10943892. 
  5. ^ Winkler WC, Grundy FJ, Murphy BA, Henkin TM (август 2001 г.). «Мотив GA: элемент РНК, общий для бактериальных систем антитерминации, рРНК и эукариотических РНК». РНК . 7 (8): 1165– 1172. doi :10.1017/s1355838201002370. PMC 1370163 . PMID  11497434. 
  6. ^ Gerdeman MS, Henkin TM, Hines JV (февраль 2003 г.). «Структура раствора антитерминаторной РНК T-box Bacillus subtilis: выступ из семи нуклеотидов, характеризующийся укладкой и гибкостью». Журнал молекулярной биологии . 326 (1): 189– 201. doi :10.1016/s0022-2836(02)01339-6. PMID  12547201.
  7. ^ abcdefghijk Lederberg, главный редактор: Joshua (2000). Энциклопедия микробиологии (2-е изд.). Сан-Диего [ua]: Academic Press. ISBN 978-0-12-226800-7. {{cite book}}: |first1=имеет общее название ( помощь )
  8. ^ abc Grigg JC, Ke A (ноябрь 2013 г.). "Структурные детерминанты для геометрии и информационного декодирования тРНК лидерной РНК T-бокса". Структура . 21 (11): 2025–2032 . doi :10.1016/j.str.2013.09.001. PMC 3879790. PMID  24095061 . 
  9. ^ Wang J, Nikonowicz EP (апрель 2011 г.). «Структура решения доменов K-turn и Specifier Loop из лидерной РНК tyrS T-box Bacillus subtilis». Журнал молекулярной биологии . 408 (1): 99–117 . doi :10.1016/j.jmb.2011.02.014. PMC 3070822. PMID  21333656 . 
  10. ^ abc Хенкин, Тина. "Исследовательские интересы". Университет штата Огайо: Кафедра микробиологии . Архивировано из оригинала 2014-11-04.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=T-box_leader&oldid=1240844181"