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

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

2. 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.

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

4. 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

5. 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

6. Procesy, w których uczestniczą sekwencje bogate w urydynę i puryny wzrost i obniżenie translacji mRNA stabilnośc i niestabilność 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

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

8. Współdziałanie TTP (tristetrapoliny) i RISK – kompleksu rybonukleoproteinowego + TTP 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

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

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

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

12. Regulacja translacji synaptycznych mRNA przez białko CPEB neuron presynaptyczny neuron postsynaptyczny

13. 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.

14. Podsumowanie • Sekwencje regulatorowe • 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

15. 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.