DANAS

Degradacija iRNK

Provera kvaliteta iRNK

Ciklus iRNK

IRNK IMAJU OGRANIENI IVOTNI VEK

Prolazni intermedijeri u protoku genetike informacije

Stabilnost iRNK zavisi od brzine sinteze i brzine degradacije

Koliko dugo ive iRNK?

iRNK prokariota nestabilne, ivotni vek od nekoliko minuta

iRNK eukariota

Uglavnom stabilne ive veliki broj sati

iRNK koje eliji trebaju tokom kratkog perioda ive manje od 30 minuta (transkripcija se lako ukljuuje ili iskljuuje, a mainerija za degradaciju RNK se

regulisano i efikasno regrutuje)

IRNK IMAJU OGRANIENI IVOTNI VEK

Degradacija iRNK je znaajana sa tri aspekta:

Kontrola bazalne i regulisane (rezultat odgovora na neki signal) ekspresije gena

Kontrola kvaliteta iRNK brza degradacija neispravnih iRNK

Odbrana od virusa osnovnim sistemima za degradaciju iRNK ili specijalizovanim RNK interferencija

Koliko e dugo iveti neka iRNK zavisi od toga:

Koliko se efikasno translatira

Koliko efikasno moe regrutovati mainerije za degradaciju

PUTEVI DEGRADACIJE I KONTROLE KVALITETA IRNK

Na koji e nain neka iRNK biti degradovana zavisi koja je mainerija aktivna u odreenim tipovima elija, i koja se mainerija najefikasnije regrutuje na odreenu iRNP

DEGRADACIJA IRNK ZAVISNA OD DEADENILACIJE

Brzinu degradacije kontrolie translacija

Glavni put degradacije iRNK

DEGRADACIJA NEZAVISNA OD DEADENILACIJE

Brzinu degradacije kontrolie brzina otklanjanja 5-kape efikasnost regrutovanja mainerije za otklanjanje 5-kape

RNKi

Endonukleaze koje prepoznaju specifine sekvence u iRNK

DEADENILAZE

Ccr4-Not-Caf

Dominantna deadenilaza

Ccr4 glavna nukleaza

Pop2 nukleaza i stimulie Ccr4

Not i Caf pomoni proteini

Pan2-Pan3

Pan2 , nukleaza; Pan3 regulie Pan2

Skraivanje poli(A) repa specifinih iRNK translaciono utiavanje

PARN (poli(A) ribonukleaza)

Sisari

Reguliasna deadenilacija (translaciono utiavanje, iRNK sa sekvencama ARE)

Non-stop mediated decay

Inverzno korelie sa uestalou incijacije translacije

Visoki nivo translacije faktori inicijacije translacije su stalno vezani za 5-kraj iRNK

iRNK koje imaju visok nivo tranlacije ali se brzo degraduju (kodiraju proteine eliji potrebne u velikm koliinama ali za odreeno i ogranieno vreme)

Imaju sekvence ARE u 3UTR-u

Proteini koji se vezuju za ARE regrutuju deadenilazu PARN i egzozom

REGULACIJA DEADENILACIJE

EGZOZOM DEGRADACIJA IRNK U SMERU 35

Nukleusna i citoplazmatina forma

Struktura u obliku bureta sa centralnom upljinom

Sadri

Devet egzonukleaza u centralnoj upljini

Dodatni faktori za regrutovanje iRNK

Dodatne egzonukleaze

Regrutovanje citoplazmatine forme na iRNK vri Ski7 preko interakcija sa kompleksom Ski2-Ski3-Ski8

Ski2 RNK helikaza

SPECIFINI NAINI REGRUTOVANJA EGZOZOMA NA IRNK

Proteini koji se vezuju za sekvence ARE

Non-stop mediated decay

Ski7 preko subjedinice koja se vezuje za upranjeno mesto A ribozoma

Direktno na iRNK preko subjedinica egzozoma koje vezuju RNK

ENZIMI ZA OTKLANJANJE 5-KAPE Pirofosfataze

Scavenger enzim za otklanjanje 5-kape (DcpS)

Deo puta degradacije egzozomom

Supstrati kratki oligonukleotidi nastali delovanjem egzozoma

Oslobaa m7GMP

Holoenzim Dcp1-Dcp2

Kluni enzim puta degradacije smera 53

Supstrati dui oligonukleotidi

Oslobaa m7GDP

Dcp1 stimulie aktivnost Dcp2, poli-P

Dcp1-Dcp2 je u kompeticiji sa eIF4

REGULACIJA OTKLANJANJA 5-KAPE

Poli(A) rep preko PAPBC1

Inhibira otklanjanje 5-kape (stabilizuje komplekse vezane za 5-kapu i stimulie translaciju)

Translacija u kompetciji sa otklanjenjem 5-kape

Disocijacija kompleksa vezanog za 5-kapu je neophodna pre otklanjanja 5-kape

Sposobnost iRNK da regrutuje Dcp1-Dcp2

Zavisi od kompleksa proteina koji se vezuju sa iRNK i pojaavaju njenu interkaciju sa Dcp1-Dcp2 Lsm1-7-Pat-Dhh aktivator otklanjanja 5-kape, Upf1, proteini specifini za neke iRNK

KONTROLA KVALITETA IRNK

Nefunkcionalne iRNK mogu nastati usled mutacije u genu, greke u procesu transkripcije ili obrade RNK, ili oteenjem iRNK nakon sinteze

Kontrola kvaliteta iRNK omoguava eliji da izbegne translaciju nefunkcionalnih iRNK proveravajui njihovu ispravnost u razliitim fazama ivotog ciklusa

KONTROLA KVALITETA IRNK

Mehanizmi kontrole kvaliteta iRNK

U nukleusu onemoguavaju da pogreni transkripti budu transporotvni u citoplazmu

prepoznavanje pogreno obraenih iRNK i degradacija nukleusnom formom egzozoma

opta restrikcija transporta nekompletno obraenih iRNK iz nukleusa u citoplazmu koje ostaju vezane za splajsozom

U citoplazmi zavisni od translacije i tite eliju od sinteze pogrenih proteina i zarobljavanja ribozoma

degradacija iRNK posredovana pogrenim/prevremenim stop kodonom

degradacija RNK posredovana odsustvom stop kodona

degradacija iRNK na kojima je ribozom zastao

PUTEVI DEGRADACIJE I KONTROLE KVALITETA IRNK

Na koji e nain neka iRNK biti degradovana zavisi koja je mainerija aktivna u odreenim tipovima elija, i koja se mainerija najefikasije regrutuje na odreenu iRNP

DEGRADACIJA IRNK POSREDOVANA PREVREMENIM STOP

KODONOM NMD

Nonsense medaited decay

Brza degradacija iRNK koje sadre prevremeni stop kodon

EJC markiraju granice egzon-egzon i ljute se pri prvoj rundi translacije

Prisustvo prevremenog stop kodona zaustavlja ribozom pre

nego to stigne do poslednjeg EJC

DEGRADACIJA IRNK POSREDOVANA PREVREMENIM STOP

KODONOM NMD

Upf3 iz EJC regrutuje Upf1 i Upf2

Stimuliu hidrolizu polipeptida

Disociraju 60S subjedinicu ribozoma RNK helikaznom

aktivnou Upf1

Regrutuju Dcp2

Upf1 kljuni protein

Sledi otklanjenje 5-kape i degradacija u smeru 53

Funkcije

Kontrola kvaliteta

On-off regulacija gena

DEGRADACIJA IRNK POSREDOVANA ODSUSTVOM STOP KODONA

Nonstop medaited decay

Brza degradacija iRNK koje ne sadre stop kodon

Translacija se odvija do samog 3 kraja

Ski7 (srodan eRF3) se vezuje za uprenjeno A mesto i regrutuje egzozom

Oslobaanje ribozoma

Degradacija iRNK

Degradacija proteina sa poli-Lys nizom na C-kraju u proteazomu

DEGRADACIJA IRNK NA KOJIMA JE RIBOZOM ZASTAO

No-go mediated decay

Degradacija iRNK na kojima je usporena elongacija translacije usled oteenja iRNK ili ribozoma

Protein Dom34, uz pomo Hsb1

prepoznaje i vezuje zarobljeni ribozom i

pokree endonukleolitiku degradaciju iRNK

Moduliu dogaaje u A mestu ribozoma

Dom34 slian eRF1

Hsb1 slian eRF3 i Ski7, imaju GTP-aznu aktivnost

GRANULE RNK P TELA I GRANULE STRESA

Mikroskopski vidljive citoplazmatine kompleksi RNK i proteina

Funkciju obavljaju u razliitim fazama ivotnog ciklusa iRNK

Sastav granula RNK se razlikuje u odgovoru na

razliite signale

Kompatmentizacija funkcija citoplazmatine iRNK

Kljuni modulatori posttranskripcione ekspresije

gena

P TELA

Dinamine ribonukleoproteinske granule u kojima se akumuliraju iRNK i proteini ukljueni u utiavanju, skladitenju i degradaciji iRNK

Proteini konzervisnog jezgra P tela su komponente mainerije za degradaciju iRNK u smeru 53: Dcp1-Dcp2, Lsm1-7-Pat1-Dhh1, Xrn1

Uestvuju u degradaciji iRNK, ali i translacionoj represiji i skladienju iRNK

Komponente ija se funkcija primarno vezuje za degradaciju iRNK, uestvuju i u translacionom utiavanju

In cis regulatorni elementi iRNK koji promoviu degradaciju iRNK, slue i za represiju translacije istih iRNK

P TELA

Dinamine ribonukleoproteinske granule u kojima se akumuliraju iRNK i proteini ukljueni u utiavanju, skladitenju i degradaciji iRNK

Sastav dodatnih komponenti P tela zavisi od odreenog stanja i/ili tipa elije i od specifinih grupa iRNK koje se nalaze u njima:

proteini ukljueni u NMD (Upf1)

miRNK i proteini koji uestvuju u putu miRNK (AGO i GW182 - marker P tela)

kompleks za deadenilaciju Ccr4-Pop2-Not

eIF4E-eIF4E

P TELA

Sudbina iRNK koje se nalaze u P telima je razliita: degradacija, translaciono utiavanje i zadravanje u P tela, ili ulaz u pool translaciono aktivnih iRNK

Ovakvo ponaanje iRNK ukazuje na sledee:

brzina translacije i degradacije iRNK zavisi od dinamine ravnotee izmeu iRNP na polizomima i u P telu

mnogi specifini regulatori translacije i/ili degradacije regrutuju komponente mainerije za degradaciju/represiju na pojedinane iRNK usmeravajui ih u P tela

mainerija za degradaciju iRNK koja se nalazi u P telu uestvuje i u translacionoj represiji i skladitenju iRNK u somatskim elijama, oocitama i neuronima

P TELA

Povratna sprega izmeu degradacije iRNK u citoplazmi i transkripcije?

Subjedinica Rbp2 RNK polimeraze II krui izmeu nukleusa i citoplazme, akumulira u P telima i utie na otklanjanje 5'-kape nekih iRNK

Postoje podaci da bi otklanjanje 5'-kape moglo uticati na brzinu biogeneze iRNK

GRANULE STRESA

Ribonukleoproteinske granule koje se formiraju

kao odgovor na stres, kada

dolazi do globalnog

reprogramiranja translacije

Glavni fizioloki okida za formiranje fosforilacija eIF2

GRANULE STRESA

ta sadre granule stresa?

iRNK zarobljene u fazi incijacije translacije (iRNK, eIF4E/G/A,

40S subjedinica ribozoma, eIF3 i

eIF2 markeri granula stresa

Komponente za nukleaciju TIA1, TIA-R, TTP, G3BP

Komponente za asembliranje TDP43, FUS, SMN1, ataksin2,

HuR

Ostale komponente FMRP, AGO, proapoptotski proteini,

hipereditovane dsRNK, ADAR1,

Tudor -SN

GRANULE STRESA

Dizajnirane da odgovore na prolazni stres

Deasembliranje granula stresa aktivacija trasnslacije, fosfataze

GADD34

Asembliranje i deasembliranje granula stresa deava se kroz regulisanu i reverzibilnu

agregaciju proteina, od kojih se

najvei broj vezuje za RNK i poseduje hidrofobne domene

odgovorne za reverzibilne

agregacije proteina

G

ran

ule

str

esa i

bole

sti

mo

ton

euro

na

CIKLUS IRNK

Kruenje iRNK izmeu nukleusa, polizom, P tela i

granula stresa

Mainerija za degradaciju je smetena u P telima

Puferski" sistem za odravanje ravnotee izmeu translacionog kapaciteta elije i poola translaciono aktivnih

iRNK

P tela kao aperoni za popravljanje iRNK

Ravnotea granula stresa i translaciono aktivnih iRNK plastinost u odgovoru na stres

Komunikacija P tela i granula stresa regulacija translacije i degradacije

Provera znanja

24.03.2015.