미번역 영역

Untranslated region
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비코딩 RNA를 비교합니다.
세포 내 유전 정보의 흐름.DNA는 처음에 메신저 RNA(mRNA) 분자로 전사된다.그리고 나서 mRNA는 단백질로 변환된다.(분자생물학의 중심 교의 참조).
mRNA 구조, 사람 mRNA에 대한 대략적인 규모

분자유전학에서 미번역영역(UTR)은 mRNA 가닥의 코드 배열의 양쪽에 있는 두 부분 중 하나를 말한다. 만약 그것이 5'쪽에 있는 경우, 그것은 5' UTR(또는 리더 배열), 3'쪽에 있는 경우 그것은 3' UTR(또는 RNA 배열)이라고 한다.세포 내 단백질 합성(번역) 부위인 리보솜에 대한 A.mRNA는 처음에 해당 DNA 배열에서 전사된 후 단백질로 변환됩니다.그러나 mRNA의 몇몇 영역은 보통 5' 및 3' UTR을 포함하여 단백질로 변환되지 않는다.

이들은 미번역 영역이라고 불리며 유전자의 단백질 코드 영역을 형성하지 않지만, 5' UTR 내에 위치한 uORF는 [1]펩타이드로 변환될 수 있다.

5' UTR은 부호화 시퀀스에서 업스트림에 있습니다.5' UTR 내에는 리보솜이 결합하고 변환을 시작할 수 있도록 하는 리보솜에 의해 인식되는 배열이 있다.번역 개시 메커니즘은 원핵 생물과 진핵 생물에서 다르다.3' UTR은 번역 중지 코돈 바로 뒤에 있습니다.3' UTR은 번역 종료 및 번역 후 [2]수정에 중요한 역할을 합니다.

이러한 종종 긴 시퀀스는 한때 쓸모없거나 진화에 따라 단순히 축적된 정크 mRNA로 생각되었다.그러나 mRNA의 미번역 영역은 진핵생물에서 유전자 발현의 많은 조절 측면에 관여하는 것으로 알려져 있다.이러한 비부호화 영역의 중요성은 진화적 추론에 의해 뒷받침되는데, 그렇지 않았다면 자연 선택이 이 사용 불가능한 RNA를 제거했을 것이기 때문이다.

5' 및 3' UTR을 다른 비단백질 코드화 RNA와 구별하는 것이 중요하다.사전 mRNA의 코드 배열 내에서 단백질 생성물에 포함되지 않는 RNA의 단면을 찾을 수 있습니다.RNA의 이 부분들은 인트론이라고 불린다.RNA 스플라이싱에서 생기는 RNA는 엑손의 연속이다.인트론이 미번역 영역으로 간주되지 않는 이유는 인트론이 RNA 스플라이싱 과정에서 스플라이싱되기 때문이다.인트론은 번역을 거치는 성숙한 mRNA 분자에 포함되지 않으므로 비단백질 코드화 RNA로 간주됩니다.

역사

mRNA의 미번역 영역은 첫 번째 mRNA 분자가 완전히 배열된 후 1970년대 후반부터 연구 대상이 되었다.1978년에는 인간 감마글로빈 mRNA의 5' UTR이 완전히 [3]염기서열 분석되었다.1980년에 복제된 인간 알파글로빈 [4]유전자의 3' UTR에 대한 연구가 수행되었다.

진화

길이와 구성은 다를 수 있지만, 번역되지 않은 영역은 원핵 생물과 진핵 생물에서 보입니다.원핵생물에서, 5' UTR은 전형적으로 3에서 10개의 뉴클레오티드 사이이다.진핵생물에서, 5' UTR은 수백에서 수천 개의 뉴클레오티드의 길이가 될 수 있다.이것은 원핵생물에 비해 진핵생물의 게놈이 더 복잡하다는 것과 일치한다.3' UTR은 길이도 다양합니다.폴리 A의 꼬리는 mRNA의 열화를 막기 위해 필수적입니다.5'와 3' UTR의 길이는 모두 다양하지만, 5' UTR 길이는 3' UTR [5]길이보다 진화 과정에서 더 잘 보존되는 것으로 나타났다.

원핵생물

원핵생물의 5' UTR은 샤인-달가르노 배열(5'-AGGAGU-3')[6]로 구성된다.이 시퀀스는 시작 코돈에서 업스트림으로 3~10개의 베이스 페어를 검출합니다.개시 코돈은 단백질로의 변환의 시작 부위이다.

진핵생물

진핵생물의 5' UTR은 원핵생물보다 더 복잡하다.여기에는 Kozak 컨센서스 시퀀스(ACCAUGG)[7]가 포함되어 있습니다.이 시퀀스에는 개시 코돈이 포함됩니다.개시 코돈은 단백질로의 변환의 시작 부위이다.

질병과의 연계

이러한 mRNA 미번역 영역의 중요성은 이제 막 이해되기 시작했습니다.미번역 영역의 돌연변이와 암과 같은 특정 질병의 발병 위험 사이의 연관성을 발견한 다양한 의학 연구가 수행되고 있다.예를 들어 HLA-G 3′ UTR 영역의 다형성과 대장암 발병 사이의 연관성이 발견되었다.[8]다른 유전자의 3' UTR에 있는 단일 뉴클레오티드 다형성 또한 조산 [9]감수성과 관련이 있다.APP 유전자의 3' UTR 돌연변이는 뇌 아밀로이드 혈관병증의 [10]발병과 관련이 있다.

추가 연구

최근 미번역 지역에 대한 연구를 통해 이러한 요소의 특성과 기능에 대한 일반적인 정보가 수집되었다.그러나 mRNA의 이러한 영역에는 아직 알려지지 않은 것이 많다.유전자 발현 조절은 세포의 적절한 기능에서 매우 중요하기 때문에, 이것은 더 많은 연구가 필요한 분야이다.3' 미번역 영역의 돌연변이는 관련이 [11]없는 것처럼 보일 수 있는 여러 유전자의 발현을 바꿀 수 있다는 점을 고려하는 것이 중요하다.우리는 이제서야 적절한 미번역 영역 기능과 세포의 질병 상태 사이의 연관성을 이해하기 시작했다.

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레퍼런스

  1. ^ Vilela, Cristina; McCarthy, John E. G. (2003-08-01). "Regulation of fungal gene expression via short open reading frames in the mRNA 5'untranslated region". Molecular Microbiology. 49 (4): 859–867. doi:10.1046/j.1365-2958.2003.03622.x. ISSN 0950-382X. PMID 12890013.
  2. ^ Barrett, Lucy W; Fletcher, Sue; Wilton, Steve D (2013). Untranslated Gene Regions and Other Non-Coding Elements. Springer. ISBN 978-3-0348-0679-4.
  3. ^ Chang, J. C.; Poon, R.; Neumann, K. H.; Kan, Y. W. (1978-10-01). "The nucleotide sequence of the 5' untranslated region of human gamma-globin mRNA". Nucleic Acids Research. 5 (10): 3515–3522. doi:10.1093/nar/5.10.3515. ISSN 0305-1048. PMC 342692. PMID 318162.
  4. ^ Michelson, A. M.; Orkin, S. H. (1980-11-01). "The 3' untranslated regions of the duplicated human alpha-globin genes are unexpectedly divergent". Cell. 22 (2 Pt 2): 371–377. doi:10.1016/0092-8674(80)90347-5. ISSN 0092-8674. PMID 7448866. S2CID 54238986.
  5. ^ Lin, Zhenguo; Li, Wen-Hsiung (2012-01-01). "Evolution of 5' untranslated region length and gene expression reprogramming in yeasts". Molecular Biology and Evolution. 29 (1): 81–89. doi:10.1093/molbev/msr143. ISSN 1537-1719. PMC 3245540. PMID 21965341.
  6. ^ Jin, H; Zhao, Q; Gonzalez; de Valdivia, EI; Ardell, DH; Stenström, M; Isaksson, LA (April 2006). "Influences on gene expression in vivo by a Shine-Dalgarno sequence". Molecular Microbiology. 60 (2): 480–492. doi:10.1111/j.1365-2958.2006.05110.x. PMID 16573696. S2CID 5686240.
  7. ^ Nakagawa, So; Niimura, Yoshihito; Gojobori, Takashi; Tanaka, Hiroshi; Miura, Kin-ichiro (2008-02-01). "Diversity of preferred nucleotide sequences around the translation initiation codon in eukaryote genomes". Nucleic Acids Research. 36 (3): 861–871. doi:10.1093/nar/gkm1102. ISSN 0305-1048. PMC 2241899. PMID 18086709.
  8. ^ M. Garziera and E. Catamo and S. Crovella and M. Montico and E. Cecchin and S. Lonardi and E. Mini and S. Nobili and L. Romanato and G. Toffoli (2015). "Association of the HLA-G 3′UTR polymorphisms with colorectal cancer in Italy: a first insight". International Journal of Immunogenetics. 43 (1): 32–39. doi:10.1111/iji.12243. PMID 26752414. S2CID 205193023.{{cite journal}}: CS1 maint: 작성자 파라미터 사용(링크)
  9. ^ Zhu, Qin; Chen, Ying; Dai, Jianrong; Wang, Benjing; Liu, Minjuan; Wang, Yun; Tao, Jianying; Li, Hong (2015-01-01). "Methylenetetrahydrofolate reductase polymorphisms at 3'-untranslated region are associated with susceptibility to preterm birth". Translational Pediatrics. 4 (1): 57–62. doi:10.3978/j.issn.2224-4336.2015.01.02. ISSN 2224-4344. PMC 4729064. PMID 26835361.
  10. ^ G. Nicolas and D. Wallon and C. Goupil and A.-C. Richard and C. Pottier and V. Dorval and M. Sarov-Riviere and F. Riant and D. Herve and P. Amouyel and M. Guerchet and B. Ndamba-Bandzouzi and P. Mbelesso and J.-F. Dartigues and J.-C. Lambert and P.-M. Preux and T. Frebourg and D. Campion and D. Hannequin and E. Tournier-Lasserve and S. S. Hebert and A. Rovelet-Lecrux (2016). "Mutation in the 3'untranslated region of APP as a genetic determinant of cerebral amyloid angiopathy". European Journal of Human Genetics. 24 (1): 92–98. doi:10.1038/ejhg.2015.61. PMC 4795229. PMID 25828868.{{cite journal}}: CS1 maint: 작성자 파라미터 사용(링크)
  11. ^ Chatterjee, Sangeeta; Pal, Jayanta K. (2009-05-01). "Role of 5′- and 3′-untranslated regions of mRNAs in human diseases". Biology of the Cell. 101 (5): 251–262. doi:10.1042/BC20080104. ISSN 1768-322X. PMID 19275763. S2CID 22689654.

외부 링크