Селективная деградация мРнк

Другой механизм трансляционной регуляции касается типов мРНК с различной продолжительностью жизни. Для стабильной мРНК, такой, как ß-глобиновая, время полужизни составляет около 17 ч, для молекул же мРНК разнообразных факторов роста время полужизни составляет меньше 30 мин. Следовательно, количество белка, произведенного с одной молекулы глобиновой мРНК, должно быть существенно больше того, что произ-

Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 2: Пер. С англ. – м.: Мир, 1994. – 235 с.

___________ ТРАНСЛЯЦИОННАЯ И ПОСТТРАНСЛЯЦИОННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ РАЗВИТИЯ___________________ 205

Рис. 14.9. Возможные вторичные структуры 5’-концов α-глобиновой и ß-глобиновой цепей мыши. (По Pavlakis et al., 1980.)

Рис. 14.10. Регуляция продолжительности жизни мРНК с помощью последовательности в 3'-нетранслируемой области. А 3'-конец ß-глобинового гена кролика был модифицирован вставкой фрагмента длиной 62 п. о., полученного из 3'-конца гена КСФ-г,м человека или аналогичной последовательности, в которой несколько АТ-пар были заменены ГЦ-парами (указаны на сером фоне). Б. Клоны иъецировали в культивируемые клетки мыши и через 30 ч определяли наличие мРНК с помощью инкубации клеточных экстрактов с 32Р-меченной ДНК, комплементарной к 5'-концу мРНК. Если ß-глобиновая мРНК кролика присутствует, то радиоактивная кДНК будет связываться с ней и поэтому будет устойчива к нуклеазе S1 (которая гидролизует только одноцепочечные нуклеиновые кислоты). Если мРНК отсутствует, то добавленная нуклеаза S1 будет расщеплять зонд до мононуклеотидов и радиоактивность связываться не будет. Полученные препараты фракционировали в геле и делали радиоавтографы. Дорожка 1: экстракт из клеток, включивших клонированный ß-глобиновый ген кролика дикого типа (WT). Дорожка 2: экстракт из клеток, включивших ß-глобиновый ген кролика с АТ-богатым 3'-концом (свидетельствует об отсутствии мРНК через 30 ч). Дорожка 3: экстракт из клеток, включивших ß-глобиновый ген кролика с ГЦ-замещенным 3'-концом (свидетельствует о присутствии стабильной мРНК через 30 ч). Ген и зонд для микроглобулина ß2 (синтезирующего долгоживущую мРНК) использовали в качестве контроля. (Из Shaw, Kamen, 1986; фотография с любезного разрешения авторов.)

Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 2: Пер. С англ. – м.: Мир, 1994. – 235 с.

206______________ ГЛАВА 14_____________________________________________________________________________

водится с одной молекулы мРНК фактора роста. Основной элемент, контролирующий время жизни мРНК, находится, по-видимому, в 3'-нетранслируемой области мРНК. При этом молекулы эпидермальной РНК содержат одну или несколько АУ-богатых последовательностей в этой области. В одном из опытов АТ-богатый участок длиной в 51 пару оснований из 3'-нетранслируемой области гена для фактора роста КСФ-г,м был встроен в 3'-нетранслируемую область ß-глобинового гена кролика (рис. 14.10; Shaw, Kamen, 1986). Время полужизни полученной глобиновой мРНК составляло менее 30 мин. Аналогичная последовательность, но содержащая 14 остатков Г и Ц, была встроена в качестве контроля в другой ß-глобиновый ген. Соответствующая глобиновая мРНК имела обычное время полужизни. Создастся впечатление, что продолжительность существования конкретной мРНК закодирована в 3'-нетранслируемой области этой мРНК.

Способность к дифференциальной деградации различных мРНК имеет критическое значение для клеточных функций. Например, ген c-fos кодирует ядерный белок, необходимый для деления нормальных фибробластов (Holt et al., 1986). Подобно мРНК фактора роста КСФ-г,м, мРНК для c-fos имеет протяженную 3'-нетранслируемую область, богатую АУ-последовательностями. Если эта область делетирована (экспериментально или при спонтанных мутациях), то время полужизни соответствующей мРНК увеличивается. Следовательно, производится больше белка c-fos и клетка непрерывно стимулируется к делению. В результате возникает опухоль из клеток, в которых мРНК гена c-foc лишена АУ-богатой 3'-области (Meijlink et al., 1985).