Znaczenie końca 3’ mRNA w regulacji translacji – rola białka CPEB Dorota Kubacka

Struktury regulatorowe wewnątrz mRNA struktura kapu Internal Ribosome – Entry Sequences – IRES upstream Open Reading Frames – uORF drugorzędowe i trzeciorzędowe struktury RNA, np.: harpins, pseudoknots specyficzne miejsca wiązania dla białek lub RNA regulatorowych łańcuch poly(A) Gebauer at al. 2004, Mol. Cell Biol.

Ogon poly(A) jeden z czynników przyczyniających się do aktywacji translacji chroni mRNA przed degradacją Gebauer at al. 2004, Mol. Cell Biol.

Sekwencje bogate w urydynę i puryny sekwencje bogate w urydynę, adenozynę i/lub guanozynę sekwencje bogate w urydynę i adenozynę, nazywane ARE lub AURE (ang. A/U rich element) zlokalizowane w rejonie 3’ UTR mRNA długość sięga 50-150 nukleotydów występują w mRNA kodujących między innymi białka regulujące wzrost komórki, cytokiny, białka zaangażowane w odpowiedź komórki na czynniki stresowe

Klasyfikacja ARE I klasa – rejony bogate w U posiadające rozproszone kopie motywu AUUUA II klasa – rejony bogate w U posiadajace przynajmniej dwa zachodzące na siebie motywy UUAUUUA(U/A)(U/A) III klasa – rejony bogate w U nie zawierające motywu AUUUA

Procesy, w których uczestniczą sekwencje bogate w urydynę i puryny stabilnośc i niestabilność mRNA wzrost i obniżenie translacji mRNA Czynniki białkowe uczestniczące w powyższych procesach wiążące sekwencje regulatorowe TTP AUF1 ; Hel –N1 rodzina białek Hu BRF1 ; KSRP CPEB ; Bruno HuR ; Hel –N1 TIA-1

Sekwencje bogate w urydynę, adenozyne i/lub guanozynę przykłady sekwencji BRE → hamowanie translacji – regulacja przestrzenna ekspresji białka Minshal at al. 2007, J. Biol. Chem.

Współdziałanie TTP (tristetrapoliny) i RISK – kompleksu rybonukleoproteinowego niepełna komplementarność ZACHAMOWANIE TRANSLACJI pełna komplementarność DEGRADACJA TRANSKRYPTU ludzkie miRNA – mir-16 obecne w kompleksie RISK w obecności TTP łączy się z sekwencją ARE mRNA i prowadzi do jego degradacji Filip A. 2008, Postępy Biochemii

Sekwencje CPE – miejsca wiązania białka CPEB typowa sekwencja CPE - UUUUUAU Charlesworth at al. 2004, J. Biol. Chem.

Motywy białka CPEB wiążące sekwencje CPE Mandez at al. 2001, Mol. Cell Biol.

Białko CPEB w regulacji translacji u żaby szponiastej aktywacja translacji hamowanie translacji Mandez at al. 2001, Mol. Cell Biol.

Regulacja translacji synaptycznych mRNA przez białko CPEB neuron presynaptyczny neuron postsynaptyczny

DICE – sekwencje bogate w urydynę i cytozynę blokowanie wiązania podjednostki rybosomalnej 60S z kompleksem inicjacyjnym 48S przez rybonukleoproteiny E1 i K Gebauer at al. 2004, Mol. Cell Biol.

Podsumowanie Sekwencje regulatorowe Funkcje ogon poly A sekwencje bogate w urydnę i puryny sekwencje bogate w urudynę i cytozynę Funkcje regulacja inicjacji translacji stabilność bądź destabilizacja transkryptów regulacja czasowo – przestrzenna translacji wybranych mRNA

Podsumowanie Zmiany w poziomie ekspresji wielu białek wiążących sekwencje bogate w urydyny i puryny oraz miRNA, kontrolujących translację czy stabilność transkryptów kodujących cytokiny i protoonkogeny, wiążą się z rozwojem komórek nowotworowych. Zrozumienie tych procesów regulacji ma swoja przyszłość w poznaniu zmian wywołujących choroby. Badania nad mechanizmem plastyczności synaptycznej ma swój cel w lepszym zrozumieniu i zapobieganiu bądź leczeniu chorób tj.: upośledzenie umysłowe, choroba Alzheimera, autyzm i wielu innych.