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Y RNA

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Y RNA
Y RNA的預想二級結構以及保守序列
識別符
代號 Y_RNA
Alt.代號 Y1; Y2; Y3; Y5
Rfam RF00019
其他數據
RNA類型 基因
域 真核生物

Y RNA係一種短非編碼RNA。它是Ro60核糖核蛋白顆粒的組分之一[1]。在全身性紅斑狼瘡患者體內，它是患者自身抗體的攻擊目標之一[2]。Y RNA對DNA複製來說至關重要，因爲它們能與染色質和起始點識別複合物相互作用[3][4]。

結構

推測Y RNA的5'和3'端會摺疊形成一個保守的莖形結構。已確認Y RNA有一個單胞嘧啶（C）突出，這個突出對Y RNA與Ro蛋白的結合至關重要[5][6][7]。

功能

目前，已知Y RNA有兩大功能：一，抑制Ro60；二，作爲DNA複製的一種起始因子。失去了保守的與Ro60蛋白的結合位點的突變人類Y RNA仍然能參與DNA複製[3]，這說明與Ro蛋白結合以及啓動DNA複製是Y RNA的兩種互不相干的功能。儘管Y RNA的衍生小型RNA大小與微RNA相當，但是它們卻和微RNA在功能上卻毫無關係[8]。

圖中，自身抗原Ro（標成白色）與Y RNA（標成紅色）的雙鏈區末端結合。另外，還有一條單鏈RNA（標成藍色）（PDB: 1YVP [1]） （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）[5]

Ro60抑制

在自由狀態下，Ro蛋白質會與一系列的摺疊錯誤的RNA結合，比如摺疊錯誤的5SrRNA，這被認爲是（RNA）品質控制機制的一種[9]。與Y RNA或另外的RNA結合的Ro複合物的晶體結構顯示，Ro蛋白質與單鏈RNA的3'端的結合特異性相對較低。但Y RNA與Ro蛋白質還會在另一位點發生特異性結合，且該結合能調控Ro複合物與其他RNA的結合[5]。在Deinococcus中，自由狀態下的Ro蛋白亦與參與23SrRNA的成熟過程[10]。在該物種中，造成Y RNA缺失的突變並不致死，Y RNA在不與Ro蛋白結合時會不穩定[10]。

啓動DNA複製

人類的Y RNA對DNA複製是不可或缺的[3]。通過生物化學上的分離和重構實驗，人們已證明，在體外培養（in vitro）的脊椎動物細胞的核中，Y RNA對染色體DNA的複製是必不可少的[3]。如果對體外細胞或體內（in vivo）細胞中的Y RNA進行特異性降解的話，那麼DNA複製會被抑制[3]。科學家認爲Y RNA通過作同時與染色質和與複製啓動相關的蛋白（包括起始識別複合體）結合的中間體發揮作用[4]。

人類病理學中應用

Y RNA在一些人類腫瘤中處於過度表達狀態，且爲細胞增殖所必需[11]。Y染色體的與微RNA大小相近的小型分解產物可能與自體免疫病等病症有關[12]。

分佈

已在真核細胞與細菌中發現了被推定爲Y RNA和Ro蛋白質的物質[6][13]。人類應有4種Y RNA，分別是hY1、hY3、hY4，以及hY5[13]。另外，人體內也有很多與Y RNA相關的假基因。秀麗隱桿線蟲（C. elegans）則有1種Y RNA，名爲CeY RNA。該生物體內許多sbRNA也被認爲可能與Y RNA同源[14][15]。抗輻射奇異球菌（Deinococcus radiodurans）編碼一種與Ro蛋白同源的蛋白質，名爲rsr（Ro sixty related，意爲第六個與Ro有關的）。用UV燈對該菌進行照射，可以誘導編碼rsr的基因的表達。在該情況下，抗輻射奇異球菌的菌體內至少會出現4種短RNA，其中一種RNA似乎與Y RNA具有同源性[16]。

參考

  1. ^ Y RNAs: recent developments. Adam E. Hall, Carly Turnbull, Tamas Dalmay. Biomolecular Concepts. 2013 January; 4(2):103-110. doi:10.1515/bmc-2012-0050.
  2. ^ Lerner, MR; Boyle JA; Hardin JA; Steitz JA. Two novel classes of small ribonucleoproteins detected by antibodies associated with lupus erythematosus. Science. 1981, 211 (4480): 400–402. PMID 6164096. doi:10.1126/science.6164096. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 Christov CP, Gardiner TJ, Szüts D, Krude T. Functional Requirement of Noncoding Y RNAs for Human Chromosomal DNA Replication. Mol. Cell. Biol. 2006, 26 (18): 6993–7004. PMC 1592862 可免費查閱. PMID 16943439. doi:10.1128/MCB.01060-06. 
  4. ^ 4.0 4.1 Zhang, AT; Langley, AR; Christov, CP; Kheir, E; Shafee, T; Gardiner, TJ; Krude, T. Dynamic interaction of Y RNAs with chromatin and initiation proteins during human DNA replication.. Journal of Cell Science. Jun 15, 2011, 124 (Pt 12): 2058–69. PMC 3104036 可免費查閱. PMID 21610089. doi:10.1242/jcs.086561. 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 Stein, AJ; Fuchs G; Fu C; Wolin SL; Reinisch KM. Structural insights into RNA quality control: The Ro autoantigen binds misfolded RNAs via its central cavity. Cell. 2005, 121 (4): 529–537. PMC 1769319 可免費查閱. PMID 15907467. doi:10.1016/j.cell.2005.03.009. 
  6. ^ 6.0 6.1 Teunissen SW, Kruithof MJ, Farris AD, Harley JB, Venrooij WJ, Pruijn GJ. Conserved features of Y RNAs: a comparison of experimentally derived secondary structures. Nucleic Acids Res. 2000, 28 (2): 610–9. PMC 102524 可免費查閱. PMID 10606662. doi:10.1093/nar/28.2.610. 
  7. ^ Green, CD; Long KS; Shi H; Wolin SL. Binding of the 60-kDa Ro autoantigen to Y RNAs: evidence for recognition in the major groove of a conserved helix. RNA. 1998, 4 (7): 750–765. PMC 1369656 可免費查閱. PMID 9671049. doi:10.1017/S1355838298971667. 
  8. ^ Biogenesis of Y RNA-derived small RNAs is independent of the microRNA pathway. Francisco Esteban Nicolas, Adam E. Hall, Tibor Csorba, Carly Turnbull, Tamas Dalmay. FEBS Letters. 2012 April; 586(8):1226-1230. doi:10.1016/j.febslet.2012.03.026.
  9. ^ Reinisch, KM; Wolin SL. Emerging themes in non-coding RNA quality control. Current Opinion in Structural Biology. 2007, 17 (2): 209–214. PMID 17395456. doi:10.1016/j.sbi.2007.03.012. 
  10. ^ 10.0 10.1 Chen X, Wurtmann EJ, Van Batavia J, Zybailov B, Washburn MP, Wolin SL. An ortholog of the Ro autoantigen functions in 23S rRNA maturation in D. radiodurans. Genes Dev. 2007, 21 (11): 1328–39. PMC 1877746 可免費查閱. PMID 17510283. doi:10.1101/gad.1548207. 
  11. ^ Christov CP, Trivier E, Krude T. Noncoding human Y RNAs are overexpressed in tumours and required for cell proliferation. Br. J. Cancer. March 2008, 98 (5): 981–8. PMC 2266855 可免費查閱. PMID 18283318. doi:10.1038/sj.bjc.6604254. 
  12. ^ Are the Ro RNP-associated Y RNAs concealing microRNAs? Y RNA-derived miRNAs may be involved in autoimmunity. Verhagen AP, Pruijn GJ. Bioessays. 2011 Sep;33(9):674-82. doi:10.1002/bies.201100048
  13. ^ 13.0 13.1 Perreault J, Perreault JP, Boire G. Ro-associated Y RNAs in metazoans: evolution and diversification. Mol. Biol. Evol. 2007, 24 (8): 1678–89. PMID 17470436. doi:10.1093/molbev/msm084. 
  14. ^ Van Horn, DJ; Eisenberg D; O'Brien CA; Wolin SL. Caenorhabditis elegans embryos contain only one major species of Ro RNP. RNA. 1995, 1 (3): 293–303. PMC 1369082 可免費查閱. PMID 7489501. 
  15. ^ Boria I, Gruber AR, Tanzer A, et al. Nematode sbRNAs: Homologs of Vertebrate Y RNAs. J Mol Evol. March 2010, 70 (4): 346–58. PMID 20349053. doi:10.1007/s00239-010-9332-4. 
  16. ^ Chen, X; Quinn AM; Wolin SL. Ro ribonucleoproteins contribute to the resistance of Deinococcus radiodurans to ultraviolet irradiation. Genes Dev. 2000, 14 (7): 777–782. PMC 316496 可免費查閱. PMID 10766734. doi:10.1101/gad.14.7.777. 

外部連結

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