Interested Article - Малые РНК бактерий

lorelei
  • 2020-08-20
  • 1

Малая РНК Qrr, участвующая в регуляции чувства кворума у Vibrio cholerae

Ма́лые РНК бакте́рий ( англ. Bacterial small RNAs ) — небольшие некодирующие РНК длиной 50—250 нуклеотидов , содержащиеся в клетках бактерий . Как правило, малые РНК бактерий имеют сложную структуру и содержат несколько шпилек . Многочисленные малые РНК были определены в клетках кишечной палочки , модельном патогене Salmonella , азотфиксирующей альфа-протеобактерии , морских цианобактериях , возбудителе туляремии Francisella tularensis , патогене растений pathovar oryzae и других бактериях. Для поиска малых РНК в геноме бактерий использовали компьютерный анализ и различные лабораторные методы ( нозерн-блот , секвенирование РНК , использование микрочипов ) .

Происхождение

Большинство малых РНК бактерий кодируется свободно расположенными генами , локализованными в . Однако известно, что некоторые малые РНК бактерий могут образовываться из 3'-нетранслируемой области мРНК путём независимой транскрипции или нуклеолитического разрезания . Антисмысловые малые РНК могут рассматриваться как цис -кодируемые малые РНК, если существует перекрывание между геном антисмысловой РНК и геном-мишенью, или как транс -кодируемые малые РНК, если ген антисмысловой РНК и ген-мишень отделены друг от друга .

Функции

Малые РНК бактерий могут либо связывать белки -мишени и изменять их функции, либо мРНК-мишени и регулировать экспрессию генов . Как правило, они функционируют за счёт непосредственного спаривания оснований с РНК -мишенями. На этом основан принцип действия ряд быстрых и чувствительных методов для определения мишеней этих РНК, в частности CopraRNA , IntaRNA , TargetRNA и RNApredator .

Действие на гены домашнего хозяйства

Среди мишеней малых РНК бактерий есть ряд генов, входящих в число генов домашнего хозяйства . Так, 6S РНК связывается с РНК-полимеразой и регулирует транскрипцию. Транспортно-матричная РНК участвует в синтезе белка, обеспечивая высвобождение рибосом , «зависших» на трансляции мРНК, лишённых стоп-кодона . 4,5S РНК задействована в регуляции ( англ. signal recognition particle, SRP ), необходимых для секреции белков. РНК, входящая в состав , участвует в созревании тРНК .

Ответ на стресс

Многие малые РНК бактерий задействованы в регуляции ответа на стресс . Они экспрессируются в стрессовых условиях, например, в условиях , недостатка железа , сахаров , в случае активации SOS-ответа . При нехватке азота цианобактерии экспрессируют особую малую РНК — индуцированную азотным стрессом РНК 1 ( англ. nitrogen stress-induced RNA 1, NsiR1 ) .

Регуляция экспрессии rpoS

Ген у Escherichia coli кодирует белок сигма 38 — один из сигма-факторов РНК-полимеразы , который регулирует ответ на стрессовые условия и функционирует как транскрипционный регулятор многих генов, участвующих в адаптации клетки. Трансляцию сигма 38 регулируют по меньшей мере три малые РНК: DsrA, RprA и OxyS. DsrA и RprA активируют трансляцию, связываясь с лидерной последовательностью за счёт спаривания оснований и тем самым не давая образоваться шпильке, препятствующей связыванию рибосомы. OxyS, напротив, подавляет трансляцию. Уровень DsrA повышается в ответ на низкие температуры и , уровень RprA — в ответ на осмотический стресс и стресс, связанный с поверхностью клетки, таким образом, в ответ на эти условия уровень сигма 38 повышается. Уровень OxyS увеличивается в ответ на окислительный стресс , поэтому в этих условиях экспрессия гена rpoS подавляется .

Регуляция белков внешней мембраны

у грамотрицательных бактерий служит барьером, препятствующим попаданию токсинов внутрь клетки, и играет ключевую роль в выживании бактерий в самых разнообразных условиях. В число белков внешней мембраны ( англ. outer membrane proteins, OMPs ) входят порины и . Экспрессия этих белков регулируется многочисленными малыми РНК. Порины OmpC и OmpF отвечают за транспорт метаболитов и токсинов через мембрану. Экспрессия этих двух белков регулируется малыми РНК и в ответ на стрессовые условия . Белок внешней мембраны прикрепляет внешнюю мембрану к муреиновому слою, расположенному в периплазматическом пространстве . Его экспрессия отрицательно регулируется в стационарной фазе роста . У E. coli уровень OmpA уменьшает малая РНК , а у Vibrio cholerae синтез OmpA в ответ на стресс подавляется посредством малой РНК .

Вирулентность

У некоторых бактерий малые РНК регулируют гены вирулентности . У Salmonella кодирует малую РНК InvR, которая подавляет синтез OmpD. Другая коактивируемая малая РНК, DapZ, подавляет синтез транспортёров олигопептидов Opp/Dpp, локализованных во внешней мембране . Малая РНК SgrS регулирует экспрессию секретируемого эффекторного белка SopD . У Staphylococcus aureus РНКIII регулирует ряд генов, участвующих в синтезе токсинов, ферментов и поверхностных белков. У Streptococcus pyogenes малые РНК и Pel кодируются локусами , ассоциированными с вирулетностью. Pel активирует синтез поверхностных и секретируемых белков .

Чувство кворума

У бактерий рода Vibrio малая РНК и шаперон участвуют в регуляции чувства кворума . Qrr регулирует синтез нескольких белков, в том числе основных регуляторов чувства кворума — LuxR и HapR .

Примечания

  1. ↑ Vogel J. , Wagner E. G. (англ.) // Current opinion in microbiology. — 2007. — Vol. 10, no. 3 . — P. 262—270. — doi : . — . [ ]
  2. Viegas S. C. , Arraiano C. M. (англ.) // RNA biology. — 2008. — Vol. 5, no. 4 . — P. 230—243. — . [ ]
  3. Hershberg R. , Altuvia S. , Margalit H. (англ.) // Nucleic acids research. — 2003. — Vol. 31, no. 7 . — P. 1813—1820. — . [ ]
  4. ↑ Vogel J. (англ.) // Molecular microbiology. — 2009. — Vol. 71, no. 1 . — P. 1—11. — doi : . — . [ ]
  5. ↑ Wassarman K. M. , Repoila F. , Rosenow C. , Storz G. , Gottesman S. (англ.) // Genes & development. — 2001. — Vol. 15, no. 13 . — P. 1637—1651. — doi : . — . [ ]
  6. ↑ Argaman L. , Hershberg R. , Vogel J. , Bejerano G. , Wagner E. G. , Margalit H. , Altuvia S. (англ.) // Current biology : CB. — 2001. — Vol. 11, no. 12 . — P. 941—950. — . [ ]
  7. Rivas E. , Klein R. J. , Jones T. A. , Eddy S. R. (англ.) // Current biology : CB. — 2001. — Vol. 11, no. 17 . — P. 1369—1373. — . [ ]
  8. Schlüter J. P. , Reinkensmeier J. , Daschkey S. , Evguenieva-Hackenberg E. , Janssen S. , Jänicke S. , Becker J. D. , Giegerich R. , Becker A. (англ.) // BMC genomics. — 2010. — Vol. 11. — P. 245. — doi : . — . [ ]
  9. Axmann I. M. , Kensche P. , Vogel J. , Kohl S. , Herzel H. , Hess W. R. (англ.) // Genome biology. — 2005. — Vol. 6, no. 9 . — P. 73. — doi : . — . [ ]
  10. Postic G. , Frapy E. , Dupuis M. , Dubail I. , Livny J. , Charbit A. , Meibom K. L. (англ.) // BMC genomics. — 2010. — Vol. 11. — P. 625. — doi : . — . [ ]
  11. Liang H. , Zhao Y. T. , Zhang J. Q. , Wang X. J. , Fang R. X. , Jia Y. T. (англ.) // BMC genomics. — 2011. — Vol. 12. — P. 87. — doi : . — . [ ]
  12. ↑ Chao Y. , Papenfort K. , Reinhardt R. , Sharma C. M. , Vogel J. (англ.) // The EMBO journal. — 2012. — Vol. 31, no. 20 . — P. 4005—4019. — doi : . — . [ ]
  13. Cao Y. , Wu J. , Liu Q. , Zhao Y. , Ying X. , Cha L. , Wang L. , Li W. (англ.) // RNA (New York, N.Y.). — 2010. — Vol. 16, no. 11 . — P. 2051—2057. — doi : . — . [ ]
  14. Wright P. R. , Richter A. S. , Papenfort K. , Mann M. , Vogel J. , Hess W. R. , Backofen R. , Georg J. (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2013. — Vol. 110, no. 37 . — P. 3487—3496. — doi : . — . [ ]
  15. ↑ Wright P. R. , Georg J. , Mann M. , Sorescu D. A. , Richter A. S. , Lott S. , Kleinkauf R. , Hess W. R. , Backofen R. (англ.) // Nucleic acids research. — 2014. — Vol. 42. — P. 119—123. — doi : . — . [ ]
  16. Busch A. , Richter A. S. , Backofen R. (англ.) // Bioinformatics. — 2008. — Vol. 24, no. 24 . — P. 2849—2856. — doi : . — . [ ]
  17. Tjaden B. , Goodwin S. S. , Opdyke J. A. , Guillier M. , Fu D. X. , Gottesman S. , Storz G. (англ.) // Nucleic acids research. — 2006. — Vol. 34, no. 9 . — P. 2791—2802. — doi : . — . [ ]
  18. Eggenhofer F. , Tafer H. , Stadler P. F. , Hofacker I. L. (англ.) // Nucleic acids research. — 2011. — Vol. 39. — P. 149—154. — doi : . — . [ ]
  19. Wassarman K. M. (англ.) // Current opinion in microbiology. — 2007. — Vol. 10, no. 2 . — P. 164—168. — doi : . — . [ ]
  20. ↑ Christian Hammann; Nellen, Wolfgang. Small RNAs:: Analysis and Regulatory Functions (Nucleic Acids and Molecular Biology) (англ.) . — Berlin: Springer, 2005. — ISBN 3-540-28129-0 .
  21. Caswell C. C. , Oglesby-Sherrouse A. G. , Murphy E. R. (англ.) // Frontiers in cellular and infection microbiology. — 2014. — Vol. 4. — P. 151. — doi : . — . [ ]
  22. Ionescu D. , Voss B. , Oren A. , Hess W. R. , Muro-Pastor A. M. (англ.) // Journal of molecular biology. — 2010. — Vol. 398, no. 2 . — P. 177—188. — doi : . — . [ ]
  23. Repoila F. , Majdalani N. , Gottesman S. (англ.) // Molecular microbiology. — 2003. — Vol. 48, no. 4 . — P. 855—861. — . [ ]
  24. Benjamin J. A. , Desnoyers G. , Morissette A. , Salvail H. , Massé E. (англ.) // Canadian journal of physiology and pharmacology. — 2010. — Vol. 88, no. 3 . — P. 264—272. — doi : . — . [ ]
  25. ↑ Vogel J. , Papenfort K. (англ.) // Current opinion in microbiology. — 2006. — Vol. 9, no. 6 . — P. 605—611. — doi : . — . [ ]
  26. Delihas N. , Forst S. (англ.) // Journal of molecular biology. — 2001. — Vol. 313, no. 1 . — P. 1—12. — doi : . — . [ ]
  27. Chen S. , Zhang A. , Blyn L. B. , Storz G. (англ.) // Journal of bacteriology. — 2004. — Vol. 186, no. 20 . — P. 6689—6697. — doi : . — . [ ]
  28. Song T. , Wai S. N. (англ.) // RNA biology. — 2009. — Vol. 6, no. 3 . — P. 254—258. — . [ ]
  29. Lenz D. H. , Mok K. C. , Lilley B. N. , Kulkarni R. V. , Wingreen N. S. , Bassler B. L. (англ.) // Cell. — 2004. — Vol. 118, no. 1 . — P. 69—82. — doi : . — . [ ]
  30. Bardill J. P. , Zhao X. , Hammer B. K. (англ.) // Molecular microbiology. — 2011. — Vol. 80, no. 5 . — P. 1381—1394. — doi : . — . [ ]

Литература

  • Brantl S. , Jahn N. (англ.) // FEMS microbiology reviews. — 2015. — Vol. 39, no. 3 . — P. 413—427. — doi : . — . [ ]
  • Miyakoshi M. , Chao Y. , Vogel J. (англ.) // Current opinion in microbiology. — 2015. — Vol. 24. — P. 132—139. — doi : . — . [ ]
  • Buskila A. A. , Kannaiah S. , Amster-Choder O. (англ.) // RNA biology. — 2014. — Vol. 11, no. 8 . — P. 1051—1060. — doi : . — . [ ]

Ссылки

  • .
Источник —

lorelei
  • 2020-08-20
  • 1
  • Tags:

Same as Малые РНК бактерий

The title for the last searches