Двухцепочечная РНК (dsRNA) — это РНК с двумя комплементарными цепями, встречающаяся в клетках. Она похожа на ДНК , но с заменой тимина на урацил и добавлением одного атома кислорода. [1] Несмотря на структурное сходство, о dsRNA известно гораздо меньше. [2]
Уотсон и Крик давно заметили, что 2′-гидроксильная группа на каждом нуклеотиде РНК не даст РНК образовать двойную спираль, подобную той, которую они описали для ДНК. [6]
В 1995 году Александр Рич и Дэвид Р. Дэвис впервые предложили структуру двойной спирали РНК. [7]
Структура
Высокомолекулярная РНК в форме «А» называется дцРНК и обладает следующими характеристиками:
Кооперативный тип профилей температурного перехода со значениями Tm, зависящими от ионной силы;
Ожидаемый базовый состав дуплекса РНК, состоящего из двух комплементарных антипараллельных цепей, стабилизированных водородными связями и гидрофобными взаимодействиями ;
Абсолютная гипохромность значительно больше, чем у одноцепочечной РНК; [8]
Эти характеристики обнаружены в геномах различных организмов, а также в двухцепочечной РНК, которая ранее называлась «репликативной формой» и впоследствии считалась побочным продуктом репликации фаговой РНК. Альтернативно, они обнаружены в искусственных высокомолекулярных двухцепочечных полирибонуклеотидных комплексах, таких как комплексы поли(A) · поли(U) или поли(I) · поли(C).
Широко признанные кислотные формы полиаденилата и полицитидилата могут быть введены в эти канонические виды двухцепочечных РНК. Поскольку основания этих полирибонуклеотидов протонированы при значениях pH ниже значений pK аденина и цитозина, они принимают хорошо охарактеризованную [и для поли(А) особенно стабильную] двухцепочечную структуру при кислых уровнях pH.
Более или менее распространенные самокомплементарные последовательности, обнаруженные во всех других формах РНК, включая рРНК, мРНК, тРНК, одноцепочечную вирусную РНК и вироидную РНК, также могут образовывать двухспиральные вторичные структуры, хотя и неполные и/или нерегулярные. [8]
Источники
Эндогенные ретровирусы, естественные пары смысловых-антисмысловых транскриптов, митохондриальные транскрипты и повторяющиеся ядерные последовательности, включая короткие и длинные вкрапленные элементы ( SINE и LINE ), являются некоторыми из основных источников эндогенной дцРНК. [9]
Характеристики
В целом, дцРНК обладают некоторыми важными характеристиками:
Они демонстрируют значительную устойчивость к РНКазе А. [8]
Они не транскрибируются из ДНК генома хозяина.
Большинство из них постоянно присутствуют в организме хозяина в низкой концентрации.
По-видимому, они не оказывают заметного влияния на фенотип своего хозяина.
Они эффективно передаются следующему поколению.
Размеры dsRNA варьируются от 1,5 до 20 кб. Более мелкие dsRNA (<2,0 кб) часто связаны с вирусоподобными частицами , и некоторые из этих dsRNA уже были идентифицированы как вирусы, принадлежащие к семейству Partitiviridae . Обычно они имеют два отдельных линейных сегмента dsRNA, каждый длиной приблизительно 2,0 кб. Сегменты размером более 10 кб вряд ли будут связаны с определенными вирусоподобными частицами, поскольку в образцах, приготовленных с использованием различных методов очистки, не было идентифицировано уникальных вирусоподобных частиц. По этой причине эти большие dsRNA ранее назывались загадочными dsRNA, эндогенными dsRNA или РНК-плазмидами. [10]
Ссылки
^ ab Whitehead KA, Dahlman JE, Langer RS, Anderson DG (2011-07-15). «Подавление или стимуляция? Доставка siRNA и иммунная система». Annual Review of Chemical and Biomolecular Engineering . 2 (1): 77–96. doi :10.1146/annurev-chembioeng-061010-114133. PMID 22432611.
^ Lipfert J, Skinner GM, Keegstra JM, Hensgens T, Jager T, Dulin D и др. (октябрь 2014 г.). «Двуцепочечная РНК под действием силы и крутящего момента: сходства и поразительные различия с двухцепочечной ДНК». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 111 (43): 15408–15413. Bibcode : 2014PNAS..11115408L. doi : 10.1073/pnas.1407197111 . PMC 4217419. PMID 25313077 .
^ Шульц У., Касперс Б., Стахели П. (май 2004 г.). «Система интерферона у позвоночных, не относящихся к млекопитающим». Developmental and Comparative Immunology . 28 (5): 499–508. doi :10.1016/j.dci.2003.09.009. PMID 15062646.
^ Вебер Ф., Вагнер В., Расмуссен С.Б., Хартманн Р., Палудан С.Р. (май 2006 г.). «Двуцепочечная РНК вырабатывается вирусами с положительной цепью РНК и ДНК-вирусами, но не в обнаруживаемых количествах вирусами с отрицательной цепью РНК». Журнал вирусологии . 80 (10): 5059–5064. doi :10.1128/JVI.80.10.5059-5064.2006. PMC 1472073. PMID 16641297 .
^ Jana S, Chakraborty C, Nandi S, Deb JK (ноябрь 2004 г.). «Интерференция РНК: потенциальные терапевтические цели». Прикладная микробиология и биотехнология . 65 (6): 649–657. doi :10.1007/s00253-004-1732-1. PMID 15372214.
^ Salazar M, Fedoroff OY, Miller JM, Ribeiro NS, Reid BR (апрель 1993 г.). «Нить ДНК в гибридных дуплексах ДНК.РНК не является ни B-формой, ни A-формой в растворе». Биохимия . 32 (16): 4207–4215. doi :10.1021/bi00067a007. PMID 7682844.
^ Чжан С., Виттиг Б. (июнь 2015 г.). «Александр Рич 1924-2015». Nature Biotechnology . 33 (6): 593–598. doi :10.1038/nbt.3262. PMID 26057974.
^ abc Libonati M, Sorrentino S (2001). «Деградация двухцепочечной РНК рибонуклеазами панкреатического типа млекопитающих». Методы в энзимологии. Т. 341. Elsevier. С. 234–248. doi :10.1016/s0076-6879(01)41155-4. ISBN978-0-12-182242-2. PMID 11582780 . Получено 2024-06-07 .
^ Садек С., Аль-Хашими С., Кьюсак CM, Вернер А. (февраль 2021 г.). «Эндогенная двухцепочечная РНК». Некодирующая РНК . 7 (1): 15. doi : 10.3390/ncrna7010015 . PMC 7930956. PMID 33669629 .
^ Фукухара Т., Морияма Х (2008). «Эндорнавирус». В Mahy BW, Van Regenmortel MH (ред.). Энциклопедия вирусологии (3-е изд.). Амстердам: Elsevier/Academic Press. ISBN978-0-12-374410-4.
