Maturazione dell'RNA, trasporto nucleare e controllo post-trascrizionale Flashcards
tipi di cap
nel capping intervengono prima le fosfatasi che elimina il fofsato in 65’ dopodichè interviene una guanilil trasnferasi che aggiunge il gcappello di guanina ee insieguito una metil-trasnsferasi che aggiunge il metile al ribosio producend un cap di 7 metil-gaunsosina con un legame fosfato 5’-5’
questa modificaziine rende possibile la traslocazione nucleo citoplasma permette l’inizio della traduzione e lo splicing degli introni
solitamente il cap che viene aggiunto presenta 3 gruppi metilici.
ci sono vari tipi di cap: il cap1 presenta metilato il 2’OH nel cap2 è metilato il secondo ribonucleotide e invece in Cp0 c’è solo il metile della guanosina
il legame 5’-5’ lo portegge dall’azione delle esonucleasi
Aggiunta di poliA
CPSF e CSTF legano le sequenze della terminazione AAUAAA e GU, poi si egano le endonucleasi CF1 e CF2, poi l’MrNA vuene tagliato e s si lega la poliA polimerasi PAP, e poi interviene la POLIA binding protein che consinuano a sintetizzare RNA per circa 200 nucleotidi.
la coda di poliA è presente in tutti gli mRNA tranne per quelli che peortano agli istoni e sserve a stabilizzare e proteggere l’mRNA dalla degradazione favorie la traduzione, i processi di splicing e la traslocazione dal nucleo al citoplasma
il capping e gli enzimi necessari alla poli asono portati dalla coda di CTD come anche gli enzimi necessari all’editing
modifiche del CTD
Esoni ed introni
Exon shuffling
è un esempioodi regolazione dello splicing infatti sequenze che presentano più esoni possono essere assemblate in modo diverso e questo può portare a diverse proteine
Quattro classi di introni e meccanismi di rimozioni
ci sono 4 tipi di splicing in articolare l’autosplicing degki introni di gruppo 1 di gruppo 2 lo spliscing nycleare ad opera dello spiceosoma e ifine il complesso nucleasi ligasi dei tRNA.
gli introni autosplicing di gruppo 1 hanno una struttura tridimensionale dovuta all’appaiamento di regioni appaiate da P1 a P9 che avvicina 5’ e 3’ e nella prima reazione di trans esterificazione, il 3’ OH di una guanosina esogena fa un attacco nucleofilo sul 5’ fosfato di un introne liberando quindi l’esone 3’OH a monte, poi nella seconda reazione di trans esterificazione avviene la reazione tra il 3’OH dell’esone a monte e il fosfato 5’ della guanosina dell’introne che lo rilascia e concatena gli esoni
in quelli di gruppo 2 la prima reazione avviene grazie ad una adenina interna alla sequenza intronica. Gli introni di gruppo 2 sono fatti da due parti : un riboszima e una parte codificane. Il ribozima ha una struttura tridimensionale a STem loop e l’avvicinamento delle regioni da d1 a d6 permett edi avvicinare i siti di splicing
il meccanismo è uguale a quello dello spliceosoma e le orf di questo introne codificano per delle endonucleasi e sono coinvolet ein meccanismi di retrotraspozsizione presentano anche una trascrittasi invers ach gli permette di spostarsi nel genoma
l’altro tipo di splicing è quello ch eriguarda i tRNA in particolare avvengono 2 reazioni in cui partecipan prima delle nucleasi e poi delle ligasi che sono ATP dipendendti.
Nella prima fase un aendonucleasi riconsoce una sequenza BHB e tagli al’introne del tRNA in due parti, la metà al 5’ termina con un fosfato ciclico mentre l’altra con un gruppo OH fopodichè e due setremjta in seguito al tagli odell’introne vengono risaldate mediante ligasi e questo prcesso riciede dei fattori come XPB1 che è tralaltro coinvolto nell’UNfolded protein response.
Spliceosoma e siti di splicing
le sequenze consenso nello splicing nucleare sono GU AG (presenti sugli esoni) solitamente la sequenza intronica contenuta fra questi due siti contiene un sito polipirimidinico e un sito di ramificazione vicino ad AG.
nello formazione dello spliceosoma nel primo step avviene un attacco nucleofilo del oh del sisto di ramificazione sul 5’ fosfato della guanina del sito donatore GU
il 3’Oh viene liberato all’estremità 3’ dell’esone e si forma una struttira lariat contenet e un esone e l’introne piegato
dopodichè avviene una seconda reazione in cui il 3’OH liberato attacca il sito accettore AG luberando la lariat congiungendo i due esoni con un complessso eJC. la lariat è prima linearizzata e poi degradata. La reazione non torna indietro poichè gli introni vengono rapidamente degradati
Lo spliceosoma è un complesso di ribonucleoproteine in particolare contiene le snRNP. Queste sono U1 U2 U4U5 e U6 U1 si lega all’introne al 5’ tramite un appaiamento complementare
la proteina BBp si lega al sito di ramificazione dopodichè U2 si lega al sisto polipirimidinico e a questo punto U2 scalza BBp e usa l’atp per legarsi al sisto di ramificazione questo legame non convolge l’adenina che deve essere usata nella reazione di trans esterificazione si forma quindi il complesso detto pre-spliceosoma.
sul complesso di ramificazione allora giungono U5 U4 EU6 che avvicinano il 5’ e il punto di ramificazione avvicinando di conseguenza anche il 3’ a valle. Si forma allora il complesso B1 inattivo
il rilascio di U1 che viene scalzatao da U6 tramite al proteina Prp8 permette la formazione del complesso B2
il rilascio di U4 che fa interagire U2 e U6 forma il complesso B* (attivato) e in seguito alla prima reazione di trans esterificazione si forma prima il complesso C1 e dopo la seconda reazione si forma il complesso C2
infine l’RNA maturo viene rilasciato e lo spliceosoma viene diviso.
lo spliceosoma è in grado di riconoscere i siti di splicing perchè le sue componenti sono aggiunte al RNA durante la su atrascrizione
Splicing AT-AC
Complessi EJC
permettono il riconoscimento di codoni di stop prematuri.
Splicing alternativo
uno stesso pre mRNA> può dar eorigine a diverse molecole di mRNA che prsentano ifferenze nelle zone UTR e nella regione codificante
ad esempio nel gene dell’immunoglobulina del topo, lo splicing può formar eun mRNA che codifica per un asubunità pesante ha una variante legata alla membrana e una variante invece che viene secreta
anche la variazione dei punti di spluicig a causa di mutazioni può portare a questo fenomeno
un esone presente in tutte le varianti è chiamato costitutivo gli altri sno facoltativi.
Sequenze ESE e ESS
sono coinvolte nel meccanismo di regolazione dello splicing Le sequenze ESS sono silenziatori esonici ESE sono enhancer esonici così come per gli introni esistono silenziatori ISS e enhancer ISE
proteine SR e hnRNP
il legame delle proteine SR (ricche in arginin e serina) alle ESE aiutano l’assemblaggio dellospliceosoma
il legame di ESS alle hnRNP legano il DNA tramite un motivo di riconsocimento dell’RNA ed evitano ‘assemvlaggio del spliceosoma.
probabilmente il riconoscimento dei siti di splicing avvien egrazie alle proteine SR che marcanpco cotrascrizionalmente gli esomi iniziando dal cap al 5’ mentre le
hnrrnp possono legare gli introni
quindi le hnRNP agiscono da inibitori dello splicing mentr ele SR agiscono d attivatori dello splicing
questi fattori sono portati dalla RNA polimerasi ed esistono regioni formate da cluster intercromatinici che sono arrichhiti di quwsti fattori e sono osservabili al microsscopoio elettronico chiamati speckels
una altra zona molto ricva è quella dei corpo di cajal del nucleolo nella quale avvengono tappe molt importanti per il metabolismo degli RNA la formazione di RNP
Geni SMN
SMA è la atrofia muscolare spinale, la proteina SMN codifica per un aproteina normale nel cromosoma 1 c’è SMN1 nell’altro SMN2
una delezione in SMN1 non può essere compensata da SMN2 che differsice da SMN 1. oichè presenta sull’esone 7 un atimina al posto della citosina
questa diffrenza determina il fatt che in SMN2 l’esone 7 è una sequenza silencer ESS mentre SMN2 è ESE. quindi in una mutazione si produce una proteina tronca che porta alla patologia
Splicing e patologie
Il malfunzioanmento dello splicing può causare patologie come il cancro e maggiore è la dimensione degli introni più è elevata la probabilita di un o splicimg più è possibile che ci siano alteraioni nei siti di splicing per curare queste alterazoni è possibile usare dei piccoli RNA antisenso che tramte complementarietà possono amsccherare le sequenze critiche e riportare un splicing normale.
Reazioni di processamento dei tRNA e rRNA
l’rRNA viene porcessato da snoRNA e subisce modifiche quali peseudouridilazione tramite un enziam a partire da uridina
il tRNA è processado dai ribozimi che sono le RNAsi P le quali tagliano il precursore sull’estremità 5’, poi una endonucleasi taglia l’estensione sul 3’ che permette l’aggiunta della tripletta CCA grazie ad una tRNA nucleotide transferadi. Intervengono poi delle endonucleasi di splicing pe rtagliare l’ansa dell’anticodone rendendila attiva. dopodichè avvengono molteplici modificazioni delle basi
