Некоторые молекулы РНК играют активную роль внутри клеток, катализируя биологические реакции, контролируя экспрессию генов или воспринимая и передавая ответы на клеточные сигналы. Одним из таких активных процессов является синтез белка — универсальная функция, при которой молекулы РНК направляют синтез белков на рибосомах . В этом процессе используются молекулы транспортной РНК ( тРНК ) для доставки аминокислот к рибосоме , где рибосомальная РНК ( рРНК ) затем связывает аминокислоты вместе с образованием закодированных белков.
В науке стало широко признано [1] , что на ранних этапах истории жизни на Земле , до эволюции ДНК и, возможно, белковых ферментов , существовал « мир РНК », в котором РНК служила одновременно живыми организмами. метод хранения генетической информации — роль, которую сегодня выполняет ДНК, за исключением РНК-вирусов , — и потенциально выполняющий каталитические функции в клетках — функцию, выполняемую сегодня белковыми ферментами, за заметным и важным исключением рибосомы, которая рибозим .
Сравнение с ДНК
Химическая структура РНК очень похожа на структуру ДНК , но отличается по трем основным признакам:
В отличие от двухцепочечной ДНК, РНК во многих своих биологических функциях обычно представляет собой одноцепочечную молекулу (оцРНК) [2] и состоит из гораздо более коротких цепочек нуклеотидов. [3] Однако двухцепочечная РНК (дцРНК) может образовывать и (более того) одна молекула РНК может путем комплементарного спаривания оснований образовывать внутрицепочечные двойные спирали, как в тРНК .
В то время как сахарофосфатный «остов» ДНК содержит дезоксирибозу , РНК вместо этого содержит рибозу . [4] Рибоза имеет гидроксильную группу, присоединенную к пентозному кольцу в 2'- положении, тогда как дезоксирибоза ее не имеет. Гидроксильные группы в основной цепи рибозы делают РНК более химически лабильными, чем ДНК, за счет снижения энергии активации гидролиза .
Комплементарным основанием аденину в ДНК является тимин , тогда как в РНК — урацил , который представляет собой неметилированную форму тимина. [5]
Как и ДНК, большинство биологически активных РНК, включая мРНК , тРНК , рРНК , мяРНК и другие некодирующие РНК , содержат самокомплементарные последовательности, которые позволяют частям РНК сворачиваться [6] и соединяться сами с собой, образуя двойные спирали. Анализ этих РНК показал, что они высокоструктурированы. В отличие от ДНК, их структуры состоят не из длинных двойных спиралей, а скорее из набора коротких спиралей, упакованных вместе в структуры, подобные белкам.
Таким образом, РНК могут осуществлять химический катализ (как ферменты). [7] Например, определение структуры рибосомы — комплекса РНК-белок, который катализирует образование пептидных связей — показало, что ее активный центр полностью состоит из РНК. [8]
Состав
Каждый нуклеотид РНК содержит сахар рибозу с номерами атомов углерода от 1 до 5. К положению 1' присоединяется основание, обычно это аденин (А), цитозин (С), гуанин (G) или урацил (U). Аденин и гуанин являются пуринами , а цитозин и урацил — пиримидинами . Фосфатная группа присоединена к 3'-положению одной рибозы и 5'-положению следующей . Каждая фосфатная группа имеет отрицательный заряд, что делает РНК заряженной молекулой (полианионом). Основания образуют водородные связи между цитозином и гуанином, между аденином и урацилом и между гуанином и урацилом. [9] Однако возможны и другие взаимодействия, такие как группа адениновых оснований, связывающихся друг с другом в выпуклости, [10] или тетрапетля
GNRA , которая имеет пару оснований гуанин-аденин. [9]
Важным структурным компонентом РНК, отличающим ее от ДНК, является наличие гидроксильной группы в 2'-положении сахара рибозы . Присутствие этой функциональной группы приводит к тому, что спираль в основном принимает геометрию А-формы , [11] хотя в контексте одноцепочечных динуклеотидов РНК также редко может также принимать В-форму, наиболее часто наблюдаемую в ДНК. [12] Геометрия А-образной формы обеспечивает очень глубокую и узкую основную канавку и неглубокую и широкую второстепенную канавку. [13] Вторым следствием присутствия 2'-гидроксильной группы является то, что в конформационно гибких участках молекулы РНК (т.е. не участвующих в образовании двойной спирали) она может химически атаковать соседнюю фосфодиэфирную связь с целью расщепления позвоночник. [14]
РНК транскрибируется только с помощью четырех оснований (аденина, цитозина, гуанина и урацила) [15] , но эти основания и присоединенные сахара могут модифицироваться множеством способов по мере созревания РНК. Псевдоуридин (Ψ), в котором связь между урацилом и рибозой изменена со связи C–N на связь C–C, и риботимидин (T) обнаруживаются в различных местах (наиболее заметные из них находятся в петле TΨC тРНК ). ). [16] Еще одним известным модифицированным основанием является гипоксантин , дезаминированное адениновое основание, нуклеозид которого называется инозин (I). Инозин играет ключевую роль в гипотезе колебания генетического кода . [17]
Существует более 100 других модифицированных нуклеозидов природного происхождения. [18] Наибольшее структурное разнообразие модификаций можно обнаружить в тРНК , [19] при этом наиболее распространены псевдоуридины и нуклеозиды с 2'-О-метилрибозой, часто присутствующие в рРНК. [20] Конкретная роль многих из этих модификаций в РНК не до конца понятна. Однако примечательно, что в рибосомальной РНК многие посттранскрипционные модификации происходят в высокофункциональных областях, таких как пептидилтрансферазный центр [21] и интерфейс субъединиц, что означает, что они важны для нормального функционирования. [22]
Функциональная форма одноцепочечных молекул РНК, как и белков, часто требует специфической третичной структуры . Каркасом этой структуры служат вторичные структурные элементы, представляющие собой водородные связи внутри молекулы. Это приводит к появлению нескольких узнаваемых «доменов» вторичной структуры, таких как петли-шпильки , выпуклости и внутренние петли . [23] Чтобы создать, то есть спроектировать, РНК для любой заданной вторичной структуры, двух или трех оснований будет недостаточно, но четырех оснований достаточно. [24] Вероятно, именно поэтому природа «выбрала» четырехосновной алфавит: менее четырех оснований не позволит создать все структуры, а более четырех оснований для этого не нужны. Поскольку РНК заряжена, ионы металлов, таких как Mg 2+, необходимы для стабилизации многих вторичных и третичных структур . [25]
Встречающийся в природе энантиомер РНК представляет собой D -РНК, состоящую из D -рибонуклеотидов. Все центры хиральности расположены в D -рибозе. Используя L -рибозу или, вернее, L -рибонуклеотиды, можно синтезировать L -РНК. L -РНК гораздо более устойчива к деградации под действием РНКазы . [26]
Как и в случае других структурированных биополимеров, таких как белки, можно определить топологию свернутой молекулы РНК. Это часто делается на основе расположения внутрицепочечных контактов внутри свернутой РНК, называемого топологией цепи .
Синтез
Синтез РНК обычно катализируется ферментом — РНК-полимеразой — с использованием ДНК в качестве матрицы. Этот процесс известен как транскрипция . Инициация транскрипции начинается со связывания фермента с последовательностью промотора в ДНК (обычно расположенной «выше» гена). Двойная спираль ДНК раскручивается за счет геликазной активности фермента. Затем фермент продвигается вдоль цепи матрицы в направлении от 3’ к 5’, синтезируя комплементарную молекулу РНК с удлинением, происходящим в направлении от 5’ к 3’. Последовательность ДНК также определяет, где произойдет прекращение синтеза РНК. [27]
Существует также ряд РНК-зависимых РНК-полимераз , которые используют РНК в качестве матрицы для синтеза новой цепи РНК. Например, ряд РНК-вирусов (таких как полиовирус) используют этот тип фермента для репликации своего генетического материала. [28] Кроме того, РНК-зависимая РНК-полимераза является частью пути РНК-интерференции у многих организмов. [29]
Типы РНК
Обзор
Информационная РНК (мРНК) — это РНК, которая переносит информацию от ДНК к рибосоме , месту синтеза ( трансляции ) белка в клетке. мРНК является копией ДНК. Кодирующая последовательность мРНК определяет аминокислотную последовательность образующегося белка . [30] Однако многие РНК не кодируют белки (около 97% результатов транскрипции у эукариот не кодируют белки [31] [32] [33] [34] ).
Эти так называемые некодирующие РНК («нкРНК») могут кодироваться собственными генами (генами РНК), но также могут происходить из интронов мРНК . [35] Наиболее яркими примерами некодирующих РНК являются транспортные РНК (тРНК) и рибосомальные РНК (рРНК), обе из которых участвуют в процессе трансляции. [5] Существуют также некодирующие РНК, участвующие в регуляции генов, процессинге РНК и других функциях. Некоторые РНК способны катализировать химические реакции, такие как разрезание и лигирование других молекул РНК [36] и катализ образования пептидных связей в рибосоме ; [8] они известны как рибозимы .
Информационная РНК (мРНК) несет информацию о последовательности белка в рибосомы , фабрики по синтезу белка в клетке. Он закодирован так, что каждые три нуклеотида ( кодон ) соответствуют одной аминокислоте. В эукариотических клетках, как только мРНК-предшественник (пре-мРНК) транскрибируется с ДНК, она процессируется до зрелой мРНК. При этом удаляются интроны — некодирующие участки пре-мРНК. Затем мРНК экспортируется из ядра в цитоплазму , где она связывается с рибосомами и транслируется в соответствующую белковую форму с помощью тРНК . В прокариотических клетках, не имеющих ядра и цитоплазмы, мРНК может связываться с рибосомами во время транскрипции с ДНК. Через определенное время сообщение распадается на составляющие его нуклеотиды с помощью рибонуклеаз . [30]
Транспортная РНК (тРНК) представляет собой небольшую цепочку РНК длиной около 80 нуклеотидов , которая переносит определенную аминокислоту на растущую полипептидную цепь в рибосомальном участке синтеза белка во время трансляции. Он имеет сайты для прикрепления аминокислот и антикодоновую область для распознавания кодонов , которая связывается со специфической последовательностью в цепи информационной РНК посредством водородных связей. [35]
Рибосомальная РНК (рРНК) является каталитическим компонентом рибосом. РРНК — это компонент рибосомы, обеспечивающий трансляцию. Рибосомы эукариот содержат четыре разные молекулы рРНК: 18S, 5,8S, 28S и 5S рРНК. Три молекулы рРНК синтезируются в ядрышке , а одна — в другом месте. В цитоплазме рибосомальная РНК и белок объединяются, образуя нуклеопротеин, называемый рибосомой. Рибосома связывает мРНК и осуществляет синтез белка. К одной мРНК в любое время могут быть присоединены несколько рибосом. [30] Почти вся РНК, обнаруженная в типичной эукариотической клетке, представляет собой рРНК.
Транспортная РНК (тмРНК) обнаружена во многих бактериях и пластидах . Он маркирует белки, кодируемые мРНК, у которых нет стоп-кодонов, для деградации и предотвращает остановку рибосомы. [44]
Уровни посттранскрипционной экспрессии многих генов можно контролировать с помощью РНК-интерференции , при которой микроРНК , специфические короткие молекулы РНК, соединяются с областями мРНК и направляют их на деградацию. [49] Этот антисмысловой процесс включает в себя этапы, на которых сначала обрабатывается РНК, чтобы она могла соединить основания с областью целевой мРНК. Как только происходит спаривание оснований, другие белки направляют мРНК на разрушение нуклеазами . [46]
Длинные некодирующие РНК
Следующими были связаны с регуляцией Xist и другие длинные некодирующие РНК, связанные с инактивацией Х-хромосомы . Их роль, поначалу загадочная, как показали Джинни Т. Ли и другие, заключалась в подавлении блоков хроматина посредством рекрутирования комплекса Polycomb , чтобы с них не могла транскрибироваться информационная РНК. [50] Было обнаружено, что дополнительные днРНК, определяемые в настоящее время как РНК длиной более 200 пар оснований, которые, по-видимому, не обладают кодирующим потенциалом, [51] связаны с регуляцией плюрипотентности стволовых клеток и клеточного деления . [51]
Энхансерные РНК
Третья основная группа регуляторных РНК называется энхансерными РНК . [51] В настоящее время неясно, являются ли они уникальной категорией РНК различной длины или представляют собой отдельное подмножество днРНК. В любом случае они транскрибируются с энхансеров — известных регуляторных участков ДНК рядом с генами, которые они регулируют. [51] [52] Они усиливают транскрипцию гена(ов) под контролем энхансера, с которого они транскрибируются. [51] [53]
Регуляторная РНК у прокариот
Сначала считалось, что регуляторная РНК является эукариотическим явлением, что частично объясняет, почему у высших организмов наблюдалось гораздо больше транскрипции, чем предполагалось. Но как только исследователи начали искать возможные регуляторы РНК у бактерий, они появились и там, получившие название малых РНК (мРНК). [54] [47] В настоящее время повсеместная природа систем РНК-регуляции генов обсуждается как поддержка теории мира РНК . [46] [55] Есть признаки того, что энтеробактериальные мРНК участвуют в различных клеточных процессах и, по-видимому, играют значительную роль в реакциях на стресс, таких как мембранный стресс, стресс голодания, фосфосахарный стресс и повреждение ДНК. Кроме того, было высказано предположение, что мРНК стали играть важную роль в реакциях на стресс из-за их кинетических свойств, которые позволяют быстро реагировать и стабилизировать физиологическое состояние. [2] Бактериальные малые РНК обычно действуют посредством антисмыслового спаривания с мРНК, подавляя ее трансляцию, либо влияя на стабильность, либо на способность цис-связывания. [46] Также были обнаружены рибопереключатели . Они представляют собой цис-действующие регуляторные последовательности РНК, действующие аллостерически . Они меняют форму, когда связывают метаболиты , приобретая или теряя способность связывать хроматин для регулирования экспрессии генов. [56] [57]
У архей также есть системы регуляторных РНК. [58] Система CRISPR, недавно используемая для редактирования ДНК in situ , действует через регуляторные РНК у архей и бактерий, обеспечивая защиту от вирусных захватчиков. [46] [59]
В процессинге РНК
Многие РНК участвуют в модификации других РНК. Интроны вырезаются из пре-мРНК с помощью сплайсосом , которые содержат несколько малых ядерных РНК (мяРНК) [5] или интроны могут представлять собой рибозимы , которые сплайсируются сами по себе. [60] РНК также можно изменить ,
изменив ее нуклеотиды на нуклеотиды, отличные от A , C , G и U. У эукариот модификации нуклеотидов РНК обычно направляются небольшими ядрышковыми РНК (мяРНК; 60–300 нт), [35] обнаруженными в ядрышках и кахальных тельцах . мякРНК связываются с ферментами и направляют их к месту на РНК путем спаривания оснований с этой РНК. Эти ферменты затем выполняют модификацию нуклеотидов. рРНК и тРНК сильно модифицируются, но мяРНК и мРНК также могут быть объектом модификации оснований. [61] [62] РНК также может быть метилирована. [63] [64]
РНК-геномы
Как и ДНК, РНК может нести генетическую информацию. РНК-вирусы имеют геномы, состоящие из РНК, которая кодирует ряд белков. Вирусный геном реплицируется некоторыми из этих белков, в то время как другие белки защищают геном, когда вирусная частица перемещается в новую клетку-хозяина. Вироиды — еще одна группа патогенов, но они состоят только из РНК, не кодируют никаких белков и реплицируются полимеразой клетки растения-хозяина. [65]
Двухцепочечная РНК (дсРНК) — это РНК с двумя комплементарными цепями, подобная ДНК, встречающейся во всех клетках, но с заменой тимина на урацил и добавлением одного атома кислорода. дсРНК образует генетический материал некоторых вирусов ( вирусов с двухцепочечной РНК ). Двухцепочечная РНК, такая как вирусная РНК или миРНК , может вызывать интерференцию РНК у эукариот , а также интерфероновую реакцию у позвоночных . [68] [69] [70] [71] У эукариот двухцепочечная РНК (дцРНК) играет роль в активации врожденной иммунной системы против вирусных инфекций. [72]
Круговая РНК
В конце 1970-х годов было показано, что существует одноцепочечная ковалентно-замкнутая, то есть кольцевая форма РНК, экспрессируемая во всем животном и растительном царстве (см. circRNA ). [73] Считается, что циркРНК возникают в результате реакции «обратного сплайсинга», когда сплайсосома присоединяется к расположенному выше 3'-акцептору к нижележащему 5'-донорному сайту сплайсинга. До сих пор функция circRNAs в значительной степени неизвестна, хотя в нескольких примерах была продемонстрирована спонжирующая активность микроРНК.
Ключевые открытия в биологии РНК
Исследования РНК привели ко многим важным биологическим открытиям и многочисленным Нобелевским премиям . Нуклеиновые кислоты были открыты в 1868 году Фридрихом Мишером , который назвал этот материал «нуклеином», поскольку он был обнаружен в ядре . [74] Позже было обнаружено, что прокариотические клетки, не имеющие ядра, также содержат нуклеиновые кислоты. О роли РНК в синтезе белка заподозрили уже в 1939 году. [75] Северо Очоа получил Нобелевскую премию по медицине 1959 года (совместно с Артуром Корнбергом ) после того, как открыл фермент, способный синтезировать РНК в лаборатории. [76] Однако позднее было показано, что фермент, открытый Очоа ( полинуклеотидфосфорилаза ), ответственен за деградацию РНК, а не за синтез РНК. В 1956 году Алекс Рич и Дэвид Дэвис гибридизовали две отдельные цепи РНК, чтобы сформировать первый кристалл РНК, структуру которого можно было определить с помощью рентгеновской кристаллографии. [77]
В начале 1970-х годов были открыты ретровирусы и обратная транскриптаза , что впервые показало, что ферменты могут копировать РНК в ДНК (противоположно обычному пути передачи генетической информации). За эту работу Дэвид Балтимор , Ренато Дульбекко и Говард Темин были удостоены Нобелевской премии в 1975 году. В 1976 году Уолтер Фирс и его команда определили первую полную нуклеотидную последовательность генома РНК-вируса, последовательность бактериофага MS2 . [79]
В 1977 году интроны и сплайсинг РНК были обнаружены как в вирусах млекопитающих, так и в клеточных генах, что привело к вручению Нобелевской премии 1993 года Филипу Шарпу и Ричарду Робертсу . Каталитические молекулы РНК ( рибозимы ) были открыты в начале 1980-х годов, что привело к Нобелевской премии 1989 года Томасу Чеху и Сидни Альтману . В 1990 году у петунии было обнаружено, что введенные гены могут заглушить аналогичные собственные гены растения, что, как теперь известно, является результатом интерференции РНК . [80] [81]
Примерно в то же время было обнаружено, что РНК длиной 22 нуклеотида, теперь называемые микроРНК , играют роль в развитии C. elegans . [82]
Исследования интерференции РНК принесли Нобелевскую премию Эндрю Файру и Крейгу Мелло в 2006 году, а еще одна Нобелевская премия была присуждена за исследования транскрипции РНК Роджеру Корнбергу в том же году. Открытие регуляторных РНК генов привело к попыткам разработать лекарства из РНК, такие как миРНК , для подавления генов. [83] Помимо Нобелевской премии, присужденной за исследования РНК в 2009 году, она была присуждена за выяснение атомной структуры рибосомы Венки Рамакришнану , Томасу А. Стейцу и Аде Йонат .
Актуальность для пребиотической химии и абиогенеза.
В 1968 году Карл Вёзе выдвинул гипотезу о том, что РНК может играть роль катализатора, и предположил, что самые ранние формы жизни (самовоспроизводящиеся молекулы) могли полагаться на РНК как для переноса генетической информации, так и для катализа биохимических реакций – мир РНК . [84] [85] В мае 2022 года ученые сообщили, что они обнаружили спонтанные формы РНК на пребиотическом базальтовом лавовом стекле , которое, как предполагается, было в изобилии доступно на ранней Земле . [86] [87]
Благодаря достижениям в области химии стабилизации было доказано, что РНК, первоначально считавшаяся непригодной для терапевтического использования из-за ее короткого периода полураспада, обладает многочисленными терапевтическими свойствами. Молекулы РНК имеют потенциальное терапевтическое применение благодаря их способности сворачиваться в сложные конформации и связывать белки, нуклеиновые кислоты, небольшие молекулы и образовывать каталитические центры. [91] Считается, что вакцины на основе РНК являются более быстрым способом достижения иммунологической устойчивости, чем традиционный подход вакцин, основанных на убитой или измененной версии патогена, поскольку на выращивание и изучение патогена могут уйти месяцы или даже годы. чтобы определить, какие молекулярные части следует извлечь, инактивировать и использовать в вакцине. Небольшие молекулы с традиционными терапевтическими свойствами могут воздействовать на структуры РНК и ДНК, тем самым леча новые заболевания. Однако исследований малых молекул, нацеленных на РНК, и одобренных лекарств для лечения заболеваний человека мало. Рибавирин, бранаплам и аталурен в настоящее время являются доступными лекарствами, которые стабилизируют структуры двухцепочечной РНК и контролируют сплайсинг при различных заболеваниях. [92] [93]
Кодирующие белок мРНК стали новыми терапевтическими кандидатами, причем замена РНК особенно полезна для кратковременной, но стремительной экспрессии белка. [94] Транскрибируемые in vitro мРНК (IVT-мРНК) использовались для доставки белков для регенерации костей, плюрипотентности и функции сердца на животных моделях. [95] [96] [97] [98] [99] SiRNA, короткие молекулы РНК, играют решающую роль во врожденной защите от вирусов и структуре хроматина. Их можно искусственно вводить, чтобы заставить замолчать определенные гены, что делает их ценными для изучения функций генов, проверки терапевтических целей и разработки лекарств. [94]
^ Копли С.Д., Смит Э., Марковиц Х.Дж. (декабрь 2007 г.). «Происхождение мира РНК: коэволюция генов и метаболизма». Биоорганическая химия . 35 (6): 430–443. doi : 10.1016/j.bioorg.2007.08.001. PMID 17897696. Предположение о том, что жизнь на Земле возникла из мира РНК, широко распространено.
^ «Нуклеотиды и нуклеиновые кислоты» (PDF) . Калифорнийский университет, Лос-Анджелес . Архивировано из оригинала (PDF) 23 сентября 2015 г. Проверено 26 августа 2015 г.
^ abc Берг Дж. М., Тимочко Дж. Л., Страйер Л. (2002). Биохимия (5-е изд.). WH Фриман и компания. стр. 118–19, 781–808. ISBN978-0-7167-4684-3. ОСЛК 179705944.
^ Тиноко I, Бустаманте С (октябрь 1999 г.). «Как складывается РНК». Журнал молекулярной биологии . 293 (2): 271–81. дои : 10.1006/jmbi.1999.3001. ПМИД 10550208.
^ Хиггс PG (август 2000 г.). «Вторичная структура РНК: физические и вычислительные аспекты». Ежеквартальные обзоры биофизики . 33 (3): 199–253. дои : 10.1017/S0033583500003620. PMID 11191843. S2CID 37230785.
^ аб Ниссен П., Хансен Дж., Бан Н., Мур П.Б., Стейц Т.А. (август 2000 г.). «Структурные основы активности рибосом при синтезе пептидных связей». Наука . 289 (5481): 920–30. Бибкод : 2000Sci...289..920N. дои : 10.1126/science.289.5481.920. ПМИД 10937990.
^ Аб Ли Дж.К., Гутелл Р.Р. (декабрь 2004 г.). «Разнообразие конформаций пар оснований и их появление в структуре рРНК и структурных мотивах РНК». Журнал молекулярной биологии . 344 (5): 1225–49. дои : 10.1016/j.jmb.2004.09.072. ПМИД 15561141.
^ Барцишевски Дж., Фредерик Б., Кларк С. (1999). Биохимия и биотехнология РНК . Спрингер. стр. 73–87. ISBN978-0-7923-5862-6. ОСЛК 52403776.
^ Салазар М., Федоров О.Ю., Миллер Дж.М., Рибейро Н.С., Рид Б.Р. (апрель 1993 г.). «Нидь ДНК в гибридных дуплексах ДНК.РНК не является ни B-формой, ни A-формой в растворе». Биохимия . 32 (16): 4207–15. дои : 10.1021/bi00067a007. ПМИД 7682844.
^ Седова А, Банавали Н.К. (февраль 2016 г.). «РНК приближается к B-форме в многоцепочечном динуклеотидном контексте». Биополимеры . 105 (2): 65–82. дои : 10.1002/bip.22750. PMID 26443416. S2CID 35949700.
^ Герман Т., Патель DJ (март 2000 г.). «Выпуклости РНК как архитектурные и узнаваемые мотивы». Состав . 8 (3): Р47–54. дои : 10.1016/S0969-2126(00)00110-6 . ПМИД 10745015.
^ Миккола С., Стенман Э., Нурми К., Юсефи-Салакде Э., Стрёмберг Р., Лённберг Х. (1999). «Механизм расщепления фосфодиэфирных связей РНК, стимулируемого ионом металла, включает общий кислотный катализ акво-ионом металла при уходе уходящей группы». Журнал Химического общества, Perkin Transactions 2 (8): 1619–26. дои : 10.1039/a903691a.
^ Янковский Ю.А., Полак Дж.М. (1996). Клинический генный анализ и манипуляции: инструменты, методы и устранение неполадок. Издательство Кембриджского университета. п. 14. ISBN978-0-521-47896-0. ОСЛК 33838261.
^ Ю К, компакт-диск Morrow (май 2001 г.). «Идентификация критических элементов в акцепторном стебле тРНК и петле T (Psi) C, необходимых для инфекционности вируса иммунодефицита человека типа 1». Журнал вирусологии . 75 (10): 4902–6. doi :10.1128/JVI.75.10.4902-4906.2001. ПМЦ 114245 . ПМИД 11312362.
^ Эллиотт М.С., Трюин Р.В. (февраль 1984 г.). «Биосинтез инозина в транспортной РНК путем ферментативной вставки гипоксантина». Журнал биологической химии . 259 (4): 2407–10. дои : 10.1016/S0021-9258(17)43367-9 . ПМИД 6365911.
^ Сёлль Д., РаджБхандари У (1995). ТРНК: структура, биосинтез и функции . АСМ Пресс. п. 165. ИСБН978-1-55581-073-3. ОСЛК 183036381.
^ Kiss T (июль 2001 г.). «Посттранскрипционная модификация клеточных РНК, управляемая малыми ядрышковыми РНК». Журнал ЭМБО . 20 (14): 3617–22. дои : 10.1093/emboj/20.14.3617. ПМК 125535 . ПМИД 11447102.
^ Тирумалай М.Р., Ривас М., Тран К., Fox GE (ноябрь 2021 г.). «Центр пептидилтрансферазы: окно в прошлое». Микробиол Мол Биол Rev. 85 (4): e0010421. дои : 10.1128/MMBR.00104-21. ПМЦ 8579967 . ПМИД 34756086.
^ Кинг Т.Х., Лю Б., Маккалли Р.Р., Фурнье М.Дж. (февраль 2003 г.). «Структура и активность рибосом изменяются в клетках, лишенных мяРНП, которые образуют псевдоуридины в пептидилтрансферазном центре». Молекулярная клетка . 11 (2): 425–35. дои : 10.1016/S1097-2765(03)00040-6 . ПМИД 12620230.
^ Мэтьюз Д.Х., Дисней, доктор медицины, Чайлдс Дж.Л., Шредер С.Дж., Цукер М., Тернер Д.Х. (май 2004 г.). «Включение ограничений химической модификации в алгоритм динамического программирования для прогнозирования вторичной структуры РНК». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (19): 7287–92. Бибкод : 2004PNAS..101.7287M. дои : 10.1073/pnas.0401799101 . ПМК 409911 . ПМИД 15123812.
^ Бургхардт Б., Хартманн А.К. (февраль 2007 г.). «Дизайн вторичной структуры РНК». Физический обзор E . 75 (2): 021920. arXiv : физика/0609135 . Бибкод : 2007PhRvE..75b1920B. doi : 10.1103/PhysRevE.75.021920. PMID 17358380. S2CID 17574854.
^ Фатер А, Клуссманн С (январь 2015 г.). «Превращение зеркальных олигонуклеотидов в лекарства: эволюция терапии Spiegelmer (®)». Открытие наркотиков сегодня . 20 (1): 147–55. дои : 10.1016/j.drudis.2014.09.004 . ПМИД 25236655.
^ Нудлер Э., Готтесман М.Э. (август 2002 г.). «Терминация и антитерминация транскрипции в E. coli». Гены в клетки . 7 (8): 755–68. дои : 10.1046/j.1365-2443.2002.00563.x. PMID 12167155. S2CID 23191624.
^ Алквист П. (май 2002 г.). «РНК-зависимые РНК-полимеразы, вирусы и подавление РНК». Наука . 296 (5571): 1270–73. Бибкод : 2002Sci...296.1270A. дои : 10.1126/science.1069132. PMID 12016304. S2CID 42526536.
^ abc Cooper GC, Hausman RE (2004). Клетка: молекулярный подход (3-е изд.). Синауэр. стр. 261–76, 297, 339–44. ISBN978-0-87893-214-6. ОСЛК 174924833.
^ Мэттик Дж.С., Гаген М.Дж. (сентябрь 2001 г.). «Эволюция контролируемых многозадачных генных сетей: роль интронов и других некодирующих РНК в развитии сложных организмов». Молекулярная биология и эволюция . 18 (9): 1611–30. doi : 10.1093/oxfordjournals.molbev.a003951 . ПМИД 11504843.
^ Мэттик Дж.С. (октябрь 2003 г.). «Бросая вызов догме: скрытый слой некодирующих белок РНК в сложных организмах» (PDF) . Биоэссе . 25 (10): 930–39. CiteSeerX 10.1.1.476.7561 . дои : 10.1002/bies.10332. PMID 14505360. Архивировано из оригинала (PDF) 6 марта 2009 г.
^ Мэттик Дж.С. (октябрь 2004 г.). «Скрытая генетическая программа сложных организмов». Научный американец . 291 (4): 60–67. Бибкод : 2004SciAm.291d..60M. doi : 10.1038/scientificamerican1004-60. ПМИД 15487671.[ мертвая ссылка ]
^ abc Wirta W (2006). Анализ транскриптома – методы и приложения. Стокгольм: Школа биотехнологии Королевского технологического института. ISBN978-91-7178-436-0. ОСЛК 185406288.
^ Росси JJ (июль 2004 г.). «Рибозимная диагностика достигает совершеннолетия». Химия и биология . 11 (7): 894–95. doi : 10.1016/j.chembiol.2004.07.002 . ПМИД 15271347.
^ Сторц Г (май 2002 г.). «Расширяющаяся вселенная некодирующих РНК». Наука . 296 (5571): 1260–63. Бибкод : 2002Sci...296.1260S. дои : 10.1126/science.1072249. PMID 12016301. S2CID 35295924.
^ Фатика А, Боццони I (январь 2014 г.). «Длинные некодирующие РНК: новые игроки в дифференцировке и развитии клеток». Обзоры природы Генетика . 15 (1): 7–21. дои : 10.1038/nrg3606. PMID 24296535. S2CID 12295847.[ постоянная мертвая ссылка ]
^ Чен Q, Ян М, Цао Z, Ли X, Чжан Ю, Ши Дж и др. (январь 2016 г.). «ЦРНК спермы способствуют наследованию приобретенного метаболического нарушения из поколения в поколение» (PDF) . Наука . 351 (6271): 397–400. Бибкод : 2016Sci...351..397C. doi : 10.1126/science.aad7977. PMID 26721680. S2CID 21738301.
^ Вэй Х, Чжоу Б, Чжан Ф, Ту Ю, Ху Ю, Чжан Б, Чжай Q (2013). «Профилирование и идентификация малых РНК, полученных из рДНК, и их потенциальных биологических функций». ПЛОС ОДИН . 8 (2): e56842. Бибкод : 2013PLoSO...856842W. дои : 10.1371/journal.pone.0056842 . ПМК 3572043 . ПМИД 23418607.
^ Стэн-Лоттер Х., МакГенити Т.Дж., Легат А., Деннер Э.Б., Глейзер К., Стеттер КО, Ваннер Г. (1999). «Очень похожие штаммы Halococcus salifodinae обнаружены в географически разделенных пермо-триасовых соляных отложениях». Микробиология . 145 (Часть 12): 3565–3574. дои : 10.1099/00221287-145-12-3565 . ПМИД 10627054.
^ Тирумалай М.Р., Кельбер Дж.Т., Парк Д.Р., Тран К., Fox GE (август 2020 г.). «Криоэлектронная микроскопия. Визуализация большой вставки в 5S рибосомальной РНК чрезвычайно галофильного архея Halococcus morruae». Открытая биография FEBS . 10 (10): 1938–1946. дои : 10.1002/2211-5463.12962. ПМЦ 7530397 . ПМИД 32865340.
^ Гено де Новоа П., Уильямс КП (январь 2004 г.). «Сайт тмРНК: редуктивная эволюция тмРНК в пластидах и других эндосимбионтах». Исследования нуклеиновых кислот . 32 (Проблема с базой данных): D104–08. дои : 10.1093/nar/gkh102. ПМК 308836 . ПМИД 14681369.
^ аб Готтесман С (2005). «Микро для микробов: некодирующие регуляторные РНК у бактерий». Тенденции в генетике . 21 (7): 399–404. doi :10.1016/j.tig.2005.05.008. ПМИД 15913835.
^ «Нобелевская премия по физиологии и медицине 2006 г.». Нобелевская премия.org. Nobel Media AB 2014. Интернет. 6 августа 2018 г. http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/2006.
^ Огонь и др. (1998). «Мощное и специфическое генетическое вмешательство двухцепочечной РНК в Ceanorhabditis elegans». Природа . 391 (6669): 806–11. Бибкод : 1998Natur.391..806F. дои : 10.1038/35888. PMID 9486653. S2CID 4355692.
^ Чжао Дж., Сунь Б.К., Эрвин Дж.А., Сонг Дж.Дж., Ли Дж.Т. (2008). «Белки Polycomb, нацеленные с помощью короткой повторной РНК на Х-хромосому мыши». Наука . 322 (5902): 750–56. Бибкод : 2008Sci...322..750Z. дои : 10.1126/science.1163045. ПМЦ 2748911 . ПМИД 18974356.
^ Тафт Р.Дж., Каплан CD, Саймонс С., Мэттик Дж.С. (2009). «Эволюция, биогенез и функция РНК, связанных с промотором». Клеточный цикл . 8 (15): 2332–38. дои : 10.4161/cc.8.15.9154 . ПМИД 19597344.
^ Ором Ю.А., Дерриен Т., Берингер М., Гумиредди К., Гардини А. и др. (2010). «Длинные некодирующие РНК с энхансероподобной функцией в клетках человека». Клетка . 143 (1): 46–58. doi :10.1016/j.cell.2010.09.001. ПМК 4108080 . ПМИД 20887892.
^ Э.Г.Г.Вагнер, П.Ромби. (2015). «Маленькие РНК у бактерий и архей: кто они, что они делают и как они это делают». Достижения генетики (т. 90, стр. 133–208).
^ Дж. В. Нельсон, RR Breaker (2017) «Потерянный язык мира РНК». наук. Сигнал . 10 , eaam8812 1–11.
^ Винклеф WC (2005). «Рибопереключатели и роль некодирующих РНК в бактериальном метаболическом контроле». Курс. Мнение. хим. Биол . 9 (6): 594–602. дои : 10.1016/j.cbpa.2005.09.016. ПМИД 16226486.
^ Такер Б.Дж., Брейкер Р.Р. (2005). «Рибопереключатели как универсальные элементы контроля генов». Курс. Мнение. Структура. Биол . 15 (3): 342–48. doi :10.1016/j.sbi.2005.05.003. ПМИД 15919195.
^ Мохика Ф.Дж., Диес-Вильясенор С., Сория Э., Хуэс Дж. (2000). "" "Биологическое значение семейства регулярно расположенных повторов в геномах архей, бактерий и митохондрий". Мол. Микробиол . 36 (1): 244–46. дои : 10.1046/j.1365-2958.2000.01838.x . PMID 10760181. S2CID 22216574.
^ Браунс С., Джор М.М., Лундгрен М., Вестра Е., Слейкхейс Р., Снейдерс А., Дикман М., Макарова К., Кунин Э., Der Oost JV (2008). «Маленькие РНК CRISPR обеспечивают противовирусную защиту прокариот». Наука . 321 (5891): 960–64. Бибкод : 2008Sci...321..960B. дои : 10.1126/science.1159689. ПМЦ 5898235 . ПМИД 18703739.
^ Стейц Т.А., Стейц Дж.А. (июль 1993 г.). «Общий механизм каталитической РНК с двумя ионами металлов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 90 (14): 6498–502. Бибкод : 1993PNAS...90.6498S. дои : 10.1073/pnas.90.14.6498 . ПМК 46959 . ПМИД 8341661.
^ Се Дж, Чжан М, Чжоу Т, Хуа X, Тан Л, Ву В (январь 2007 г.). «Sno/scaRNAbase: тщательно подобранная база данных малых ядрышковых РНК и РНК, специфичных для тела Кахаля». Исследования нуклеиновых кислот . 35 (Проблема с базой данных): D183–87. doi : 10.1093/nar/gkl873. ПМК 1669756 . ПМИД 17099227.
↑ Кисс-Ласло З., Генри Ю., Bachellerie JP, Кайзерг-Феррер М., Кисс Т. (июнь 1996 г.). «Сайт-специфическое метилирование рибозы прерибосомальной РНК: новая функция для малых ядрышковых РНК». Клетка . 85 (7): 1077–88. дои : 10.1016/S0092-8674(00)81308-2 . PMID 8674114. S2CID 10418885.
^ Дарос Х.А., Елена С.Ф., Флорес Р. (июнь 2006 г.). «Вироиды: нить Ариадны в лабиринт РНК». Отчеты ЭМБО . 7 (6): 593–98. дои : 10.1038/sj.embor.7400706. ПМЦ 1479586 . ПМИД 16741503.
^ Календар Р., Висент СМ, Пелег О, Анамтават-Джонссон К, Большой А, Шульман А.Х. (март 2004 г.). «Большие производные ретротранспозонов: многочисленные, консервативные, но неавтономные ретроэлементы ячменя и родственных геномов». Генетика . 166 (3): 1437–50. дои : 10.1534/генетика.166.3.1437. ПМК 1470764 . ПМИД 15082561.
^ Подлевский Дж.Д., Блей С.Дж., Омана Р.В., Ци Икс, Чен Дж.Дж. (январь 2008 г.). «База данных теломеразы». Исследования нуклеиновых кислот . 36 (Проблема с базой данных): D339–43. дои : 10.1093/nar/gkm700. ПМК 2238860 . ПМИД 18073191.
^ Блевинс Т., Раджесваран Р., Шивапрасад П.В., Бекназарианц Д., Си-Аммур А., Парк Х.С., Васкес Ф., Робертсон Д., Майнс Ф., Хон Т., Пуггин М.М. (2006). «Четыре растительных Dicer опосредуют биогенез вирусных малых РНК и подавление ДНК-вируса». Исследования нуклеиновых кислот . 34 (21): 6233–46. doi : 10.1093/nar/gkl886. ПМК 1669714 . ПМИД 17090584.
^ Яна С., Чакраборти С., Нанди С., Деб Дж.К. (ноябрь 2004 г.). «РНК-интерференция: потенциальные терапевтические мишени». Прикладная микробиология и биотехнология . 65 (6): 649–57. дои : 10.1007/s00253-004-1732-1. PMID 15372214. S2CID 20963666.
^ Вирол, Дж (май 2006 г.). «Двухцепочечная РНК продуцируется РНК-вирусами с положительной цепью и ДНК-вирусами, но не в обнаруживаемых количествах РНК-вирусами с отрицательной цепью». Журнал вирусологии . 80 (10): 5059–5064. doi :10.1128/JVI.80.10.5059-5064.2006. ПМК 1472073 . ПМИД 16641297.
^ Рич А., Дэвис Д. (1956). «Новая двухцепочечная спиральная структура: полиадениловая кислота и полиуридиловая кислота». Журнал Американского химического общества . 78 (14): 3548–49. дои : 10.1021/ja01595a086.
^ Холли Р.В. и др. (март 1965 г.). «Структура рибонуклеиновой кислоты». Наука . 147 (3664): 1462–65. Бибкод : 1965Sci...147.1462H. дои : 10.1126/science.147.3664.1462. PMID 14263761. S2CID 40989800.
^ Фирс В. и др. (апрель 1976 г.). «Полная нуклеотидная последовательность РНК бактериофага MS2: первичная и вторичная структура гена репликазы». Природа . 260 (5551): 500–07. Бибкод : 1976Natur.260..500F. дои : 10.1038/260500a0. PMID 1264203. S2CID 4289674.
^ Наполи С, Лемье С, Йоргенсен Р (апрель 1990 г.). «Введение химерного гена халконсинтазы в петунию приводит к обратимой совместной супрессии гомологичных генов в транс». Растительная клетка . 2 (4): 279–89. дои : 10.1105/tpc.2.4.279. ПМК 159885 . ПМИД 12354959.
^ Дафни-Елин М., Чунг С.М., Франкман Э.Л., Цфира Т. (декабрь 2007 г.). «Векторы интерференции РНК pSAT: модульная серия для подавления множественных генов у растений». Физиология растений . 145 (4): 1272–81. дои : 10.1104/стр.107.106062. ПМК 2151715 . ПМИД 17766396.
^ Рувкун Г. (октябрь 2001 г.). «Молекулярная биология. Взгляд на крошечный мир РНК». Наука . 294 (5543): 797–99. дои : 10.1126/science.1066315. PMID 11679654. S2CID 83506718.
^ Фишу Ю, Ферек С (декабрь 2006 г.). «Потенциал олигонуклеотидов для терапевтического применения». Тенденции в биотехнологии . 24 (12): 563–70. doi : 10.1016/j.tibtech.2006.10.003. ПМИД 17045686.
^ Зиберт С (2006). «Свойства общей структуры последовательностей и стабильные области во вторичных структурах РНК» (PDF) . Диссертация, Университет Альберта-Людвига, Фрайбург-им-Брайсгау . п. 1. Архивировано из оригинала (PDF) 9 марта 2012 г.
^ Сатмари Э (июнь 1999 г.). «Происхождение генетического кода: аминокислоты как кофакторы в мире РНК». Тенденции в генетике . 15 (6): 223–29. дои : 10.1016/S0168-9525(99)01730-8. ПМИД 10354582.
^ Джером, Крейг А.; и другие. (19 мая 2022 г.). «Каталитический синтез полирибонуклеиновой кислоты на пребиотических каменных стеклах». Астробиология . 22 (6): 629–636. Бибкод : 2022AsBio..22..629J. дои : 10.1089/ast.2022.0027. ПМЦ 9233534 . PMID 35588195. S2CID 248917871.
^ Фонд прикладной молекулярной эволюции (3 июня 2022 г.). «Ученые объявляют о прорыве в определении происхождения жизни на Земле и, возможно, на Марсе». Физика.орг . Проверено 3 июня 2022 г.
^ Марлэр Р. (3 марта 2015 г.). «НАСА Эймс воспроизводит строительные блоки жизни в лаборатории». НАСА . Архивировано из оригинала 5 марта 2015 года . Проверено 5 марта 2015 г.
↑ Старр, Мишель (8 июля 2022 г.). «В центре нашей галактики обнаружено множество предшественников РНК». НаукаАлерт . Проверено 9 июля 2022 г.
^ Ривилла, Виктор М.; и другие. (8 июля 2022 г.). «Молекулярные предшественники мира РНК в космосе: новые нитрилы в молекулярном облаке G + 0,693–0,027». Границы астрономии и космических наук . 9 : 876870. arXiv : 2206.01053 . Бибкод : 2022FrASS...9.6870R. дои : 10.3389/fspas.2022.876870 .
^ Чех, Томас Р.; Стейтц, Джоан А. (март 2014 г.). «Революция некодирующих РНК: отказ от старых правил и создание новых». Клетка . 157 (1): 77–94. дои : 10.1016/j.cell.2014.03.008 . ISSN 0092-8674. PMID 24679528. S2CID 14852160.
^ Рой, Биджойита; Фризен, Уэстли Дж.; Томизава, Юки; Лешик, Джон Д.; Чжо, Цзинь; Джонсон, Бриана; Дакка, Джумана; Тротта, Кристофер Р.; Сюэ, Сяоцзяо; Мутьям, Венкатешвар; Килинг, Ким М.; Мобли, Джеймс А.; Роу, Стивен М.; Бедвелл, Дэвид М.; Уэлч, Эллен М. (04 октября 2016 г.). «Аталурен стимулирует рибосомальную селекцию почти родственных тРНК, способствуя подавлению нонсенса». Труды Национальной академии наук . 113 (44): 12508–12513. Бибкод : 2016PNAS..11312508R. дои : 10.1073/pnas.1605336113 . ISSN 0027-8424. ПМЦ 5098639 . ПМИД 27702906.
^ Аб Кадир, Мухаммад Имран; Бухат, Шериен; Расул, Сумайра; Мансур, Хамид; Мансур, Маджид (3 сентября 2019 г.). «РНК-терапия: идентификация новых мишеней, ведущих к открытию лекарств». Журнал клеточной биохимии . 121 (2): 898–929. дои : 10.1002/jcb.29364. ISSN 0730-2312. PMID 31478252. S2CID 201806158.
^ Балмайор, Элизабет Р.; Гейгер, Йоханнес П.; Анея, Маниш К.; Бережанский, Тарас; Утцингер, Максимилиан; Михайлик, Ольга; Рудольф, Карстен; Планк, Кристиан (май 2016 г.). «Химически модифицированная РНК индуцирует остеогенез стволовых клеток и эксплантатов тканей человека, а также ускоряет заживление костей у крыс». Биоматериалы . 87 : 131–146. doi :10.1016/j.bimaterials.2016.02.018. ISSN 0142-9612. ПМИД 26923361.
^ Плевс, Джордан Р.; Ли, ЦзяньЛян; Джонс, Марк; Мур, Гарри Д.; Мейсон, Крис; Эндрюс, Питер В.; На, Цзе (30 декабря 2010 г.). «Активация генов плюрипотентности в клетках фибробластов человека с помощью нового подхода, основанного на мРНК». ПЛОС ОДИН . 5 (12): e14397. Бибкод : 2010PLoSO...514397P. дои : 10.1371/journal.pone.0014397 . ISSN 1932-6203. ПМК 3012685 . ПМИД 21209933.
^ Прески, Дэвид; Эллисон, Томас Ф.; Джонс, Марк; Мамчауи, Камель; Унгер, Кристиан (май 2016 г.). «Синтетически модифицированная мРНК для эффективного и быстрого создания iPS-клеток человека и прямой трансдифференцировки в миобласты». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 473 (3): 743–751. дои : 10.1016/j.bbrc.2015.09.102. ISSN 0006-291X. ПМИД 26449459.
^ Уоррен, Луиджи; Манос, Филип Д.; Ахфельдт, Тим; Ло, Юин-Хан; Ли, Ху; Лау, Фрэнк; Эбина, Ватару; Мандал, Панкадж К.; Смит, Закари Д.; Мейснер, Александр; Дейли, Джордж К.; Брэк, Эндрю С.; Коллинз, Джеймс Дж.; Коуэн, Чад; Шлегер, Торстен М. (ноябрь 2010 г.). «Высокоэффективное перепрограммирование плюрипотентности и направленная дифференцировка клеток человека с помощью синтетической модифицированной мРНК». Клеточная стволовая клетка . 7 (5): 618–630. дои : 10.1016/j.stem.2010.08.012. ISSN 1934-5909. ПМЦ 3656821 . ПМИД 20888316.
^ Элангован, Сатиш; Хорсанд, Бенуш; До, Ань-Ву; Хун, Лю; Деверт, Александр; Корманн, Майкл; Росс, Райан Д.; Рик Самнер, доктор медицинских наук; Алламарго, Шанталь; Салем, Алиасгер К. (ноябрь 2015 г.). «Химически модифицированные матрицы, активированные РНК, улучшают регенерацию костей». Журнал контролируемого выпуска . 218 : 22–28. doi : 10.1016/j.jconrel.2015.09.050. ISSN 0168-3659. ПМЦ 4631704 . ПМИД 26415855.
Внешние ссылки
В Wikiquote есть цитаты, связанные с РНК .
Викискладе есть медиафайлы по теме РНК .
Веб-сайт RNA World Коллекция ссылок (структуры, последовательности, инструменты, журналы)
База данных нуклеиновых кислот Изображения ДНК, РНК и комплексов.
Семинар Анны Мари Пайл: Структура, функции и распознавание РНК