Железный ответный элемент - Iron response element

Железный ответный элемент
RF00037 Iron Response Element.svg
Прогнозируемая вторичная структура и сохранение последовательности IRE
Идентификаторы
Условное обозначение IRE
Рфам RF00037
Прочие данные
Тип РНК Снг
Домен (ы) Эукариоты
ТАК ТАК: 0000233
Структуры PDB PDBe
Трехмерное изображение ответного элемента железа. Это IRE в мРНК ферритина лягушки в комплексе с железо-чувствительным элементом (IRE) кролика, взятый из записи 2IPY в банке данных белков.

В молекулярной биологии элемент ответа на железо или элемент ответа на железо ( IRE ) представляет собой короткую консервативную стержневую петлю, которая связана с белками ответа на железо (IRP, также называемыми IRE-BP или IRBP). IRE находится в UTR (нетранслируемых областях) различных мРНК , продукты которых участвуют в метаболизме железа . Например, мРНК ферритина (запасного белка железа) содержит один IRE в своей 5 'UTR . Когда концентрация железа низкая, IRP связывают IRE в мРНК ферритина и вызывают снижение скорости трансляции. В противоположность этому , связывание с несколькими IRES в UTR 3' из рецептора трансферрина (участвующих в приобретении железа) приводит к увеличению стабильности мРНК.

Две ведущие теории описывают, как железо, вероятно, взаимодействует, чтобы повлиять на посттрансляционный контроль транскрипции. Классическая теория предполагает, что IRP в отсутствие железа активно связываются с мРНК IRE. Когда присутствует железо, оно взаимодействует с белком, заставляя его высвобождать мРНК. Например, в условиях высокого содержания железа у человека IRP1 связывается с комплексом железо-сера [4Fe-4S] и принимает конформацию аконитазы, непригодную для связывания IRE. Напротив, IRP2 разлагается в условиях высокого содержания железа. Между разными IRE и разными IRP есть различия в аффинности. На некоторые IRE также может повлиять альтернативный сплайсинг генов. Согласно второй теории, за сайт связывания IRE конкурируют два белка - IRP и фактор инициации эукариот 4F (eIF4F). В отсутствие железа IRP связывается примерно в 10 раз сильнее, чем фактор инициации. Однако, когда железо взаимодействует с IRE, оно заставляет мРНК изменять свою форму, тем самым способствуя связыванию eIF4F. Несколько исследований выявили неканонические IRE. Также было показано, что IRP связывается с некоторыми IRE лучше, чем с другими.

Верхняя спираль известных IRE показывает более сильную сохранность структуры по сравнению с нижней спиралью. Основания, составляющие спирали, различны. Выпуклость C в средней части стебля - очень характерная особенность (хотя это было замечено как G в IRE ферритина для лобстера). Апикальная петля известных IRE состоит из триплета AGA или AGU. Это зажимается парным GC, и в верхней спирали дополнительно имеется выпуклая U, C или A. Кристаллическая структура и данные ЯМР показывают выпуклую букву U в нижней части ферритина IRE. Это согласуется с предсказанной вторичной структурой. IRE во многих других мРНК не поддерживают эту выпуклую U. Следовательно, для IRE были созданы две модели RFAM - одна с выпуклой U и одна без нее.

Гены , как известно, содержат IRES включают FTH1 , FTL , TFRC , ALAS2 , Sdhb, ACO2 , Hao1, SLC11A2 (кодирующий DMT1), NDUFS1, SLC40A1 (кодирующий Ferroportin) CDC42BPA , CDC14A , EPAS1 . Многие из этих генов играют четкую и прямую роль в метаболизме железа. Другие показывают менее очевидную связь. ACO2 кодирует изомеразу, катализирующую обратимую изомеризацию цитрата и изоцитрата . EPAS1 кодирует фактор транскрипции, участвующий в сложных путях восприятия кислорода путем индукции регулируемых кислородом генов в условиях низкого содержания кислорода. CDC42BPA кодирует киназу, играющую роль в реорганизации цитоскелета. CDC14A кодирует фосфатазу с двойной специфичностью, участвующую в контроле клеточного цикла, а также взаимодействует с интерфазными центросомами.

Было показано, что у человека 12 генов транскрибируются с канонической структурой IRE, но было показано, что несколько структур мРНК, которые не являются каноническими, взаимодействуют с IRP и на них влияет концентрация железа. Программное обеспечение и алгоритмы были разработаны для обнаружения большего количества генов, которые также реагируют на концентрацию железа.

IRE встречается в широком таксономическом диапазоне - в основном у эукариот, но не у растений.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки