Полиаденилирование про-мРНК. 1 . Образование З'-концов мРНК позвоночных

Полиаденилирование про-мРНК. 1 . Образование З'-концов мРНК позвоночных

В обзоре изложены современные представления о процессе образования 3'-концов мРНК позвоноч­ных: охарактеризованы участвующие в реакции белки и сигнальные последовательности про-мРНК, направляющие реакцию, описан процесс сборки комплекса полиаденилирования, обсуждена связь между полиаденилирован...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2001
Автор: Зарудная, М.И.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 2001
Назва видання:Біополімери і клітина
Теми:
Огляди
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/154668
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Полиаденилирование про-мРНК. 1 . Образование З'-концов мРНК позвоночных / М.И. Зарудная // Біополімери і клітина. — 2001. — Т. 17, № 2. — С. 93-108. — Бібліогр.: 89 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-154668
record_format dspace
spelling irk-123456789-1546682019-07-05T23:38:15Z Полиаденилирование про-мРНК. 1 . Образование З'-концов мРНК позвоночных Зарудная, М.И. Огляди В обзоре изложены современные представления о процессе образования 3'-концов мРНК позвоноч­ных: охарактеризованы участвующие в реакции белки и сигнальные последовательности про-мРНК, направляющие реакцию, описан процесс сборки комплекса полиаденилирования, обсуждена связь между полиаденилированием и процессами транскрипции и сплайсинга, приведены примеры регуляции реакции образования 3'-концов мРНК В огляді докладно розглянуто процес утворення 3'-кінців мРНК хребетних: охарактеризовано білки, які беруть участь у реакції, та сигнальні елементи, що її направляють; описано процесе складання комплексу поліаденілювання; обмірковано зв'язок між поліаденілюванням та процесами транскрипції і сплайсингу; наведено приклади регулювання реакції утворення З'-кінців мРНК. In this review the contemporary understanding of a process of the 3'-end formation of vertebrates' mRNAs is summarized. The protein factors taking part in the reaction, and the signal sequences in pre-mRNAs guiding the process are characterized. The process of polyadenylation complex formation is analyzed. The relation between polyadenylation, on one hand, and transcription and splicing, on the other hand, is considered. The examples of the regulation of the polyadenylation reaction are given. The author proposes more strict definition of downstream signal than that available in literature. 2001 Article Полиаденилирование про-мРНК. 1 . Образование З'-концов мРНК позвоночных / М.И. Зарудная // Біополімери і клітина. — 2001. — Т. 17, № 2. — С. 93-108. — Бібліогр.: 89 назв. — рос. 0233-7657 DOI:http://dx.doi.org/10.7124/bc.0005A2 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/154668 577.21 ru Біополімери і клітина Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Огляди
Огляди
spellingShingle Огляди
Огляди
Зарудная, М.И.
Полиаденилирование про-мРНК. 1 . Образование З'-концов мРНК позвоночных
Біополімери і клітина
description В обзоре изложены современные представления о процессе образования 3'-концов мРНК позвоноч­ных: охарактеризованы участвующие в реакции белки и сигнальные последовательности про-мРНК, направляющие реакцию, описан процесс сборки комплекса полиаденилирования, обсуждена связь между полиаденилированием и процессами транскрипции и сплайсинга, приведены примеры регуляции реакции образования 3'-концов мРНК
format Article
author Зарудная, М.И.
author_facet Зарудная, М.И.
author_sort Зарудная, М.И.
title Полиаденилирование про-мРНК. 1 . Образование З'-концов мРНК позвоночных
title_short Полиаденилирование про-мРНК. 1 . Образование З'-концов мРНК позвоночных
title_full Полиаденилирование про-мРНК. 1 . Образование З'-концов мРНК позвоночных
title_fullStr Полиаденилирование про-мРНК. 1 . Образование З'-концов мРНК позвоночных
title_full_unstemmed Полиаденилирование про-мРНК. 1 . Образование З'-концов мРНК позвоночных
title_sort полиаденилирование про-мрнк. 1 . образование з'-концов мрнк позвоночных
publisher Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
publishDate 2001
topic_facet Огляди
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/154668
citation_txt Полиаденилирование про-мРНК. 1 . Образование З'-концов мРНК позвоночных / М.И. Зарудная // Біополімери і клітина. — 2001. — Т. 17, № 2. — С. 93-108. — Бібліогр.: 89 назв. — рос.
series Біополімери і клітина
work_keys_str_mv AT zarudnaâmi poliadenilirovaniepromrnk1obrazovaniezkoncovmrnkpozvonočnyh
first_indexed 2025-07-14T06:13:56Z
last_indexed 2025-07-14T06:13:56Z
_version_ 1837601796525129728
fulltext ISSN 0233-7657. Біополімери і клітина. 2001 . Т. 17. № 2 ОГЛЯДИ Полиаденилирование про-мРНК. 1 . Образование З'-концов мРНК позвоночных М. И. Зарудная Институт молекулярной биологии и генетики HAH Украины Ул. Академика Заболотного, 150, 03143 , Киев, Украина В обзоре изложены современные представления о процессе образования 3'-концов мРНК позвоноч­ ных: охарактеризованы участвующие в реакции белки и сигнальные последовательности про- мРНК, направляющие реакцию, описан процесс сборки комплекса полиаденилирования, обсуждена связь между полиаденилированием и процессами транскрипции и сплайсинга, приведены примеры регуляции реакции образования 3'-концов мРНК. Введение. Поли (А)-последовательности, ковалент­ но присоединенные к З'-концам мРНК, участвуют в таких внутриклеточных процессах, как транспорт мРНК из ядра в цитоплазму [1 ], контроль их времени жизни [2, 3 ] , инициация трансляции [4] и, возможно, внутриклеточная локализация мРНК [5]. Полиаденилированию подвергаются предшест­ венники мРНК всех живых организмов от бактерий до человека [6]. Среди эукариотов не имеют 3 ' - концевых поли (А)-последовательностей только ги- стоновые мРНК репликативно зависимых генов высших эукариотов. Тем не менее, их З'-концы также образуются в результате модификации транскрипта — специфического эндонуклеотиче- ского расщепления [7] и представляют собой кон­ сервативную последовательность, содержащую шпилькообразную структуру. Эта структура, как и специфически связанные с ней белки, существенна для функционирования гистоновых мРНК. Она по­ добно 3 ,-концевой поли (А) -последовательности участвует в процессах транспорта мРНК [8], де­ стабилизации [9] и инициации трансляции [10]. В представленной здесь первой части обзора обсуждается реакция полиаденилирования про- мРНК позвоночных, а во второй — будет рассмот­ рен процесс образования 3'-концов мРНК дрож­ жей, растений и вирусов, а также процесс полиаде­ нилирования РНК прокариотов. Белки, участвующие в реакции полиаденили­ рования про-мРНК. З'-Концевые поли (А)-последо­ вательности мРНК эукариотов образуются в ре- © М. И. ЗАРУДНАЯ, 2001 зультате двухстадийной реакции: сначала происхо­ дит специфическое эндонуклеотическое расщепле­ ние мРНК-предшественника, а затем — синтез по­ ли (А) на вновь образовавшемся 3'-конце [11]. Реакция осуществляется комплексом белков и за­ висит от наличия в З'-нетранслируемой области (3' UTR) про-мРНК сигнальных последовательностей, определяющих место расщепления и эффектив­ ность реакции. Минимальный набор белков, требу­ ющихся для процесса расщепления/полиаденили- рования, представлен в табл. 1. Для первой стадии реакции — расщепления — необходимы: фактор специфичности расщепления/полиаденилирования (CPSF), фактор стимулирования расщепления (CstF), факторы расщепления (CF 1ш и CF П ш (m —mammalian)) и в большинстве случаев по­ ли (А)-полимераза (РАР). Следует отметить, что до сих пор еще не установлено, какой из полипепти­ дов, входящих в состав перечисленных факторов, обладает эндонуклеазной активностью и непосред­ ственно осуществляет расщепление. На второй ста­ дии — синтез поли (А) — участвуют PAP, CPSF и поли (А)-связывающий белок (РАВР2). Поли (А)-полимераза относится к семейству нуклеотидилтрансфераз [18]. Каталитический до­ мен этих ферментов характеризуется наличием трех консервативных остатков аспарагиновой кис­ лоты и типичной организацией ^-слоев и а-спира- лей. Три карбоксилата РАР, вероятно, связывают два иона Mg + , координирующих а-фосфат «входя­ щего» АТР и группу З'-ОН праймера [18]. Из табл. 1 видно, что в последовательностях 93 ЗАРУДНАЯ М. И. аминокислот белков, осуществляющих полиадени- лирование про-мРНК, выявлены и другие консер­ вативные мотивы, кроме каталитического домена РАР. Одни из них важны для взаимодействия между белками и РНК (РНК-связывающий домен, содержащий мотивы RNP2 и RNP1, и цинк-связы­ вающие домены [21]). Наличие других мотивов может свидетельствовать о белково-белковых взаи­ модействиях (WD-40 повторы [22 J, пролин-богатые домены и домены с чередующимися зарядами [15], НАТ-повторы [14]). Через эти мотивы могут осу­ ществляться взаимодействия (они указаны в чет­ вертом и пятом столбцах табл. 1 соответственно) между данной субъединицей и РНК или другими белками. Следует отметить, что некоторые белки аппа­ рата полиаденилирования позвоночных, например РАР, представлены различными формами [12]. Зао и Мэнли [23], детально изучившие структуру и экспрессию шести разных форм поли(А)-полимера- зы мыши, выяснили, что три формы фермента (РАР I, II и IV) образуются в результате альтерна­ тивного сплайсинга 3'-концевых экзонов (высоко­ молекулярные формы), а остальные три — вследст­ вие конкуренции между полиаденилированием и сплайсингом (низкомолекулярные формы). Они ус­ тановили, что мРНК РАР II, V и VI присутствуют во всех исследованных тканях, а мРНК РАР I и/или IV и III — тканеспецифичны. Авторы не обнаружили в тканях мыши белков с молекулярной массой (м. м.) «43 кДа, которые могли бы быть образованы при трансляции коротких форм мРНК РАР (HI, V и VI), и показали, что соответствую­ щие низкомолекулярные рекомбинантные белки не 94 обладают ферментативной активностью при про­ верках в системе in vitro. Функции коротких форм мРНК РАР пока неизвестны. Высокомолекулярные каталитически активные формы РАР содержат С-концевые серин/треонин- богатые домены (табл. 1), фосфорилирующиеся in vivo, по-видимому, под действием комплекса crfc2/cyclin В. Гиперфосфорилирование РАР, на­ пример, во время митоза приводит к репрессии ферментативной активности [12] . Разные формы имеет также CstF, Бейер и соавт. [24] обнаружили, что CstF, выделенный из тимуса теленка, в отличие от аналогичного белка, выделенного из клеток человека (HeLa), содержит наряду с субъединицей CstF-64 ее новую форму CstF-70. Существование двух различных форм средней по размеру субчастицы фактора CstF обна­ ружено также и другими авторами [25]. Форма с м. м. 70 кДа тканеспецифична, в частности, только эта форма присутствует в мейотических спермато- цитах мыши [25]. Гетерогенным, по-видимому, является также белок CF 1Ш. Рюэгсеггер и соавт. [15] показали, что в реакции расщепления про-мРНК этот белок мо­ жет быть заменен димером, состоящим из субъеди­ ниц с м. м. 25 и 68 кДа. Авторы предположили, что CF 1ю существует в двух или трех различных формах: CF I m 5 5 / 5 9 , CF І, , 2 5 ' 6 8 и, возможно, CF I m 2 m . В состав этих белков входят общая низкомо­ лекулярная субъединица и разные высокомолеку­ лярные полипептиды. Сигнальные последовательности про-мРНК, направляющие процесс полиаденилирования. Не­ обходимым условием осуществления реакции рас- щепления/полиаденилирования является наличие в про-мРНК как минимум двух сигнальных после­ довательностей — высококонсервативного гексаме- ра AAUAAA и расположенного за ним U/GU- богатого элемента [11, 12, 16]. Расщепление про­ исходит между этими сигналами. Гексамер узнает­ ся полипептидом CPSF-160, а дальний сигнал — белком CstF-64. Единичные замены в сигнале AA­ UAAA приводят к значительному уменьшению эф­ фективности реакции полиаденилирования [26 ]. Единственным сравнительно эффективно использу­ емым вариантом канонического гексамера AAU­ AAA является элемент AUUAAA. Он встречается наиболее часто среди сигналов с единичными заме­ нами [11, 27]. Для описания U/GU-богатого сигнала обычно используют такие определения, как: «менее кон­ сервативный, чем AAUAAA», «вариабельный», «не описываемый адекватным консенсусом» и т. п. ([6, 11—13, 16 ] и др.). В то же время детальный анализ ПОЛ И АД ЕНИ Л И РОВ АН И Е ПРО-мРНК. 1 ОБРАЗОВАНИЕ З'-КОНЦОВ мРНК имеющихся в литературе данных позволяет оха­ рактеризовать этот элемент более точно. Рассмотрим эти данные. Вилюз и Шенк [28] показали, что олигоШ) -тракт из пяти нуклеотидов может успешно исполнять роль природных «ниж­ них» (downstream) сигналов про-мРНК вирусов животных SV40 L (simian virus, Late), SV40 Е (Early) и Ad L3 (adenovirus). Однако и элемент из четырех U-остатков достаточен для осуществления реакции полиаденилирования про-мРНК SV40 L [29 ]. Более того, функциональными сигналами яв­ ляются также пентамеры, состоящие из четырех уридиловых остатков и одного А-, С- или G-остат- ка, занимающего любую позицию в пентамере — так называемый «four-out-of-five base URE» [30, 31 ]. Назовем его «четыре U из пяти». Чен и соавт. [31 ], выявив среди представленных в электронной базе данных (Gen Bank) нуклеотидных последова­ тельностей генов животных те из них, которые содержат наряду с гексамером AAUAAA также и «нижний» сигнал полиаденилирования, показали, что в 102 из 131 такой последовательности имеется U-богатый элемент (URE) типа «четыре U из пяти», расположенный преимущественно на рассто­ янии 10—30 нуклеотидов от места расщепления. Они пришли к выводу, что такой элемент является основным «нижним» сигналом полиаденилирования про-мРНК. Элемент «четыре U из пяти» входит в состав многих сигналов полиаденилирования, вы­ явленных экспериментальными методами, напри­ мер [32—38]. С последовательностями, содержа­ щими такие сигналы, непосредственно контактиру­ ет, как зарегистрировано методом УФ-сшивок, полипептид CstF-64 [29] (рис 1.). «Нижний» сигнал полиаденилирования могут замещать не только U-богатые, но и GU-богатые элементы, например, последовательность GUUGU- GGU [35 ], составляющая часть «нижнего» сигнала полиаденилирования про-мРНК SV40 Е. Интересно отметить, что замена любого G в динуклеотиде GG этого элемента на U, то есть разрушение G-повто- ра, приводит к увеличению эффективности реак­ ции полиаденилирования в системе in vivo прибли­ зительно в три раза. Этот эффект находится в соответствии с результатами работы [42], авторы которой, используя метод SELEX (селекция высо­ коспецифических мест связывания), установили, что изолированный РНК-связывающий домен пол­ ипептида CstF-64 специфически взаимодействует с GU-богатыми элементами, состоящими из GU- и U-повторов, но без G-повторов. Они показали так­ же, что такие элементы специфически узнаются фактором CstF и могут исполнять роль «нижних» сигналов в реакции расщепления про-мРНК. 95 ЗАРУДНАЯ М. И. Рис. 1. Нуклеотидная последовательность про-мРНК SV40 L [32] в области места расщепления (показано стрелкой). Места взаимодействия с белками [39, 40] подчеркнуты прямой чертой, с Ш-мяРНК [41] — пунктирной линией. Двойной чертой под­ черкнуто место связывания CstF-64 [ 2 9 ] . В прямоугольник заключены сигнальные последовательности, минимально необ­ ходимые для осуществления реакции полиаденилирования. USE — upstream sequence element; «5' ss» — псевдо-5'-сайт сплайсинга, GRS — G-богатая последовательность; URE — U- богатый элемент Согласно экспериментальным данным, такие последовательности, как GGGUGUU [36] и UGU- GU [34], составляют часть «нижнего» сигнала, поскольку замещение этих трактов в природных сигналах на неспецифические последовательности приводит к уменьшению эффективности реакции полиаденилирования. Последовательность GUUG- UGGU, как уже упоминалось выше, может играть роль «нижнего» сигнального элемента [35 ]. В этих G/U-богатых последовательностях участки, состоя­ щие из чередующихся G- и U-остатков, представ­ ляют собой пентамеры. Можно предположить, что эти пентамеры (GUGUU, UGUGU и GUUGU), состоящие из расположенных в любом порядке двух GU и одного U, являются еще одной простой формой «нижнего» сигнала наряду с элементом «четыре U из пяти». В работе [32] приведены 95 нуклеотидных последовательностей ДНК высших эукариотов и их вирусов в области места расщепления про-мРНК. Мы проанализировали, как часто среди этих после­ довательностей на соответствующем расстоянии от места расщепления (см. следующую главу) встре­ чаются пентамеры «четыре U из пяти» и «два GU и один U» или более длинные последовательности, включающие U/GU-пентамеры и содержащие до­ полнительные (GU) 0- и / или ип-тракты. Резуль­ таты этого анализа представлены в табл. 2. Следу­ ет отметить, что примерно половина про-мРНК, включающих пентамеры «два GU и один U» (класс II), содержит их в составе более длинных трактов, состоящих из GU-димеров и U-остатков. Напри­ мер, элемент UGUGU встречается, в основном, в составе тракта (U)GUGUGU. Элементы UGUGU и GUGUU встречаются среди элементов класса II наиболее часто. Этот результат согласуется с данными Грабера и соавт. [27], которые с помощью компьютерных методов проанализировали нуклеотидные последо­ вательности нескольких тысяч про-мРНК разных организмов в области места расщепления. Они показали, что в случае про-мРНК плодовой мушки в позиции «нижнего» сигнала чаще всего встреча­ ются тракты UGUUUU, UGUGUU и UUUUUU (анализировали «слова» из шести нуклеотидов). Заметим, что аппараты полиаденилирования насе­ комых и позвоночных, по-видимому, одинаковы в отличие от соответствующего аппарата дрожжей. Об этом, в частности, свидетельствует тот факт, что в состав комплекса полиаденилирования про- мРНК дрозофилы так же, как и в случае позвоноч­ ных, входит поли (А)-связывающий белок РАВР2 [43], тогда как дрожжевые про-мРНК полиадени- лируются при участии Pab 1р [16]. Из результатов, представленных в табл. 2, видно, что 80 % последовательностей мРНК, при­ веденных в работе [32], содержат пентамеры «че­ тыре U из пяти» или «два GU и один U», располо­ женные дальше места расщепления. На самом деле количество таких последовательностей, по-видимо­ му, занижено, поскольку не учтены более отдален­ ные U/GU-богатые элементы, которые могут быть приближены к гексамеру AAUAAA, если участки РНК между этими сигналами участвуют в образо­ вании двойной спирали, как это имеет место в случае про-мРНК вируса HTLV 1 (human Т cell leukemic virus) [44]. В литературе встречаются также данные о наличии «нижних» сигналов, не содержащих U- или GU-богатых элементов. Такой сигнал имеет, например, про-мРНК Ad L4 [45]. Как следует из данных табл. 2, U-богатые элементы встречаются в составе обследованных последовательностей значительно чаще, чем GU- богатые, но доля про-мРНК, содержащих GU-бога- тые элементы, возможно, занижена, поскольку по­ следовательности типа GUUGUU мы учитывали как содержащие элемент «четыре U из пяти», а не «два GU и один U». Из этой таблицы также видно, что 33 % последовательностей содержат не один, а 96 ПОЛИАДЕНИЛИРОВАНИЕ ПРО-мРНК. 1 ОБРАЗОВАНИЕ З'-КОНЦОВ мРНК Таблица 2 Состав «нижних» сигналов полиаденилирования про-мРНК высших эукариотов два и более U/GU-богатых элементов. И, наконец, любопытным является тот факт, что 19 % последо­ вательностей содержат кластеры G-повторов, рас­ положенные немного дальше U/GU-богатого эле­ мента. Насколько нам известно, ранее в литературе о таком наблюдении не сообщалось. Один из таких кластеров имеется в про-мРНК SV40 L (см. рис. 1). В этом случае G-богатая последовательность (GRS) является местом связывания белка DSEF-1 (downstream element factor) из семейства белков гяРНП [40, 46]. Специфическое взаимодействие DSEF-1 с GRS приводит к стимулированию реак­ ции образования З'-конца мРНК. Подобную роль, возможно, играют также G-богатые участки, вхо­ дящие в состав других транскриптов. Не исключе­ но, что участки про-мРНК, состоящие из четырех G-кластеров (в некоторых случаях — из трех), сво­ рачиваются с образованием четырехцепочечных структур, содержащих G-тетрады. Модели таких структур для теломерных олигонуклеотидов пред­ ложены в работе [47 ]. Авторы статьи [32], материалами которой мы воспользовались для построения табл. 2, пришли к выводу, что последовательность YGUGUUYY, где Y обозначает пиримидиновый остаток, является консенсусом для U/GU-богатого сигнала полиаде­ нилирования, поскольку 67 % проанализирован­ ных генов содержат тракты, гомологичные этому элементу. Другие консенсусы, предложенные на основании анализа многих генов, представляют собой последовательности AGGUUUUUU [48] и UUG/ANNNUUUUUU [37]. Однако ни один из ранее предложенных консенсусов не признан в литературе удовлетворительным. В недавней рабо­ те Бейера и соавт. [24 ] представлен новый консен­ сус YGUGUYN0.4UUYAYUGYGU. Авторы изучали связывание высокоочищенных факторов CstF из тимуса теленка и клеток человека HeLa с полинук- леотидами разного состава. Они отметили, в част­ ности, что факторы из организмов разных видов преимущественно связывались с различными по­ следовательностями. Консенсус, предложенный Бе- йером и соавт. [24 ], так же, как и последователь­ ности, предложенные ранее [32, 37, 48 ], содержат простые элементы, приведенные в табл. 2. Мы полагаем, что единого консенсуса для описания «нижнего» сигнала полиаденилирования про- мРНК, возможно, и не существует, но определение этого сигнала как «U- и/или GU-богатого тракта» является в свете вышеизложенного вполне конк­ ретным. По-видимому, «нижний» сигнал полиаде­ нилирования про-мРНК представляет собой после­ довательность, содержащую один или более U- и/или GU-богатых элементов с минимальной дли­ ной, равной пяти нуклеотидам. Пентамеры содер­ жат расположенные в любом порядке четыре нук- леотида U или два GU и один U. Мы полагаем также, что узнавание U- и GU-богатых сигналов происходит, возможно, через узнавание и в том, и в другом случаях двух—трех специфически распо­ ложенных уридиловых остатков. Процесс расщепления/полиаденилирования про-мРНК. В работе Чена и соавт. [31 ] представ­ лена модель организации сайта полиаденилирова­ ния про-мРНК животных, т. е. области транскрип­ та, содержащей гексамер AAUAAA и U/GU-бога- тый элемент. Авторы изучали процесс расщепления сконструированных ими РНК (содержащих сайт полиаденилирования про-мРНК SV40 L), в кото­ рых менялось расстояние между гексамером и «нижним» U-богатым элементом. Кроме того, они проанализировали местоположение 131-го природ­ ного сайта полиаденилирования, используя базу данных нуклеотидных последовательностей Gen Bank. Авторы показали, что расщепление происходит в месте, расположенном на расстоянии не ближе, чем 11, и не дальше, чем 23 нуклеотида, от гексамера AAUAAA. Оптимальное расстояние URE от места расщепления составляет 10—30 нуклеоти­ дов, но этот элемент может располагаться и ближе. 97 ЗАРУДНАЯ М. И. Следует отметить, что эффективность реакции рас­ щепления снижается несколько более медленно при увеличении расстояния между гексамером AAU­ AAA и GU-богатым «нижним» элементом, чем при смещении URE [35 ]. Смещение URE в рамках его оптимальной локализации приводит к смещению в том же направлении места расщепления. Относи­ тельное расположение гексамера и URE определяет область длиной ~6 нуклеотидов, в которой проис­ ходит выбор места расщепления. Выбор произво­ дится в следующем порядке: А > U > С » G. Авто­ ры работы [31 ] предположили, что выявленная ими структура сайта полиаденилирования отража­ ет пространственные ограничения при взаимодей­ ствии белковых факторов CPSF и CstF, связанных с сигнальными последовательностями, а образова­ ние комплекса этих белков служит «платформой» для сборки остальных факторов, участвующих в реакции расщепления. Однако сборка комплекса белков аппарата по­ лиаденилирования начинается, по-видимому, не с взаимодействия CPSF и CstF с соответствующими сигналами про-мРНК и друг с другом. Эксперимен­ ты по изучению кинетики реакции расщепления [15] свидетельствуют в пользу того, что одним из наиболее ранних событий в процессе полиаденили­ рования про-мРНК является взаимодействие фак­ тора CF 1ш (наряду с CPSF) с про-мРНК. Это взаимодействие ускоряет доставку остальных ком­ понентов комплекса. Механизм участия CF I m в сборке комплекса расщепления про-мРНК пока неизвестен. Как уже упоминалось выше, кроме CPSF, CstF и CF I m , в состав комплекса расщепления входят также CF Нш , функции которого в настоящее время неизвестны, и РАР. Поли (А)-полимераза не явля­ ется необходимым компонентом комплекса расщеп­ ления, поскольку про-мРНК SV40 L может расщеп­ ляться и без ее участия [11 ], однако РАР стимули­ рует эту реакцию [11 ]. Необходимым компонентом процесса расщеп­ ления является кофактор. Как показали Хиросэ и Мэнли [49], в случае про-мРНК SV40 L эту роль может исполнять креатинфосфат (CP) и некоторые другие соединения, например аргининфосфат. АТР не требуется для расщепления про-мРНК SV40 L, более того, при определенных условиях он являет­ ся ингибитором. CP не используется в качестве источника энергии, поскольку он не гидролизуется в процессе реакции расщепления и его фосфатная группа не переносится на белки. Однако в случае другого транскрипта (про-мРНК Ad L3), расщепле­ ние которого происходит с участием РАР, CP стимулирует реакцию расщепления незначительно, а АТР не только является эффективным кофакто­ ром, но и способен влиять на выбор места расщеп­ ления. Учитывая, что CP стимулирует реакцию рас­ щепления про-мРНК in vitro при высоких концен­ трациях (порядка 20—60 мМ), не являющихся физиологическими, авторы работы [49] предполо­ жили, что это соединение и ему подобные замеща­ ют в системе in vitro истинный физиологический кофактор, возможно, фосфопротеин, содержащий фосфоаргинин. В работе [50] использована оригинальная ме­ тодика исследования процесса расщепления/поли- аденилирования про-мРНК in vivo. Авторы сконст­ руировали ДНК-матрицы, в которые на разные расстояния дальше участка, соответствующего мес­ ту расщепления транскрипта, помещали инверти­ рованную копию сегмента ДНК, содержащего сиг­ нальные последовательности полиаденилирования. При транскрипции таких ДНК происходили два конкурентных процесса: сайт полиаденилирования либо участвовал в образовании двойной спирали с инвертированной копией, либо направлял сборку комплекса расщепления/полиаденилирования, ко­ торая происходила лишь в том случае, если инвер­ тированный сегмент находился достаточно далеко и РНК-полимераза не успевала его транскрибиро­ вать. Авторы оценили время, которое занимает процесс расщепления/полиаденилирования про- мРНК SV40 Е in vivo. Оно оказалось равным 10—20 с. Полученные в работе [50] зависимости эффективности реакции полиаденилирования от места расположения инвертированного повтора и его длины проще всего описываются моделью, со­ гласно которой длина участка про-мРНК, вовле­ ченного в сборку комплекса, постепенно возрастает до ~200 нуклеотидов. Этот факт может свидетель­ ствовать, например, о последовательном добавле­ нии разных факторов к комплексу расщепления или же о конформационных перестройках комп­ лекса, образовавшегося в результате одновременно­ го связывания всех факторов. В работе [50] также показано, что сборка комплекса происходит в несколько раз быстрее на про-мРНК SV40 L, содержащей «сильный» сайт полиаденилирования, чем на про-мРНК SV40 Е, которая содержит более «слабый» сайт. Этот ре­ зультат свидетельствует о том, что эффективность сигналов полиаденилирования может коррелиро­ вать не со стабильностями собранных на них ком­ плексов, как считали до сих пор [11, 16], а со скоростями сборки. В реакции образования З'-концов мРНК, кро­ ме белков, представленных в табл. 1, участвуют 98 ПОЛИАДЕНИЛИРОВАНИЕ ПРО-мРНК. 1 ОБРАЗОВАНИЕ З'-КОНЦОВ мРНК также РНК-полимераза II и белки, связанные с 5'-кэп структурой (m 7G(5')ppp(5')N) про-мРНК. Флагерти и соавт. [51 ] показали, что СВС (кэп- связывающий комплекс), связанный с кэп-структу- рой, взаимодействует с факторами полиаденилиро­ вания, связанными с сигнальными элементами, и стимулирует реакцию расщепления. Взаимодейст­ вие происходит с участием еще не идентифициро­ ванного фактора (ов). Что касается РНК-полимеразы II, то существу­ ет мнение, что она выполняет в реакции образова­ ния З'-концов мРНК две функции: доставляет бел­ ковые факторы полиаденилирования к сигнальным последовательностям про-мРНК и непосредственно участвует в реакции расщепления [16]. МакКрэкен и соавт. [52] показали, что для эффективного процесса полиаденилирования необходим С-конце- вой домен (CTD) наибольшей субъединицы РНК- полимеразы И. Он образует специфические комп­ лексы с факторами CstF и CPSF. При исследовании связывания отдельных субъединиц CstF с CTD оказалось, что CstF-50 взаимодействует с CTD очень эффективно, CstF-77 — значительно менее эффективно, a CstF-64 не связывается совсем. Ав­ торы другой работы [53] обнаружили, что фактор транскрипции TFIID доставляет CPSF к комплексу преинициации, сборка которого предшествует ини­ циации транскрипции РНК-полимеразой И. После начала транскрипции CPSF оказывается связанным с элонгирующей РНК-полимеразой. Хиросэ и Мэнли [54 ] показали, что РНК-поли­ мераза II необходима для образования З'-концов мРНК и вне связи с процессом транскрипции (в отсутствие фосфатных соединений). Причем один CTD необходим и достаточен для стимулирования реакции. Поскольку при добавлении высокоочи- щенной РНК-полимеразы к ядерным экстрактам, из которых этот фермент был предварительно уда­ лен осаждением антителами, более активной явля­ лась форма РНК-полимеразы, содержащая гипер- фосфорилированный CTD, авторы предположили, что именно она участвует в процессе полиаденили­ рования про-мРНК in vivo. В этой работе также сделан ряд предположений о механизме участия РНК-полимеразы II в реакции расщепления. В частности, авторы считают, что реакция может происходить сразу же, как только транскрибирова­ ны сигналы полиаденилирования, или же CTD при продолжении транскрипции может оставаться в контакте с доставленными им факторами и после их связывания с сайтом полиаденилирования. В соответствии со вторым вариантом находятся результаты работы Баурена и соавт. [55], изучав­ ших in vivo процессы терминации транскрипции гена BR1 (Balbiani ring) Chironomus tentans и полиаденилирования синтезируемой про-мРНК. Авторы обнаружили, что небольшой процент про- мРНК с короткими олиго(А)-трактами (10—20 ну­ клеотидов) связан с активным геном. Они предпо­ ложили, что такие события, как окончание транс­ крипции, расщепление транскрипта и начальная стадия полиаденилирования (образование коротко­ го олигонуклеотида), происходят почти одновре­ менно и в одном и том же месте. В качестве иллюстрации к изложенным выше гипотезам об участии РНК-полимеразы II в реак­ ции расщепления мы предложили схему, представ­ ленную на рис. 2. Возможно, в некоторых случаях она является и схемой терминации транскрипции. В ряде работ ([38, 56] и ссылки в этих работах) показано, что функциональные сигналы полиаде­ нилирования на про-мРНК необходимы для эффек­ тивного окончания транскрипции, однако меха­ низм взаимодействия процессов образования З'- концов мРНК и терминации транскрипции неясен. Возможно, единый комплекс, включающий факто­ ры расщепления, собранные на сайте полиаденили­ рования про-мРНК, и РНК-полимеразу, связанную с ДНК, осуществляет почти одновременно обе ре­ акции: и специфическое расщепление про-мРНК, и окончание транскрипции. Поскольку для эффек­ тивной терминации транскрипции, зависящей от сигналов полиаденилирования, требуется наличие в ДНК сигнальных последовательностей (термина­ торов или энхансеров) [56], они также, вероятно, вовлечены в сборку вышеуказанного суперкомп­ лекса (не показано), как, возможно, и другие белки и сигналы. Прежде чем перейти к обсуждению второй стадии реакции полиаденилирования — синтезу поли (А)-тракта мРНК, следует упомянуть о топо­ логических особенностях процесса образования З'- концов мРНК. Стумпф и соавт. [57 ] показали, что псевдокольцевые про-мРНК дрожжей и живот­ ных — субстраты со спаренными концами — не по- лиаденилируются, причем шпилькообразные концы не влияют на эффективность реакции. Авторы Р и с 2. Участие РНК-полимеразы II в реакции расщепления про-мРНК 99 ЗАРУДНАЯ М. И. предположили, что один из факторов полиаденили- рования, возможно, CF 1ш или CF П ш «нанизывает­ ся», как бублик, на конец транскрипта (одноцепо- чечный или в виде шпильки) и скользит по про- мРНК до места сборки комплекса. Вторая стадия реакции полиаденилирования про-мРНК осуществляется PAP, CPSF и РАВР2, но короткий олиго(А)-тракт синтезируется, как пред­ полагают Вале и Кун [58], до высвобождения белковых факторов расщепления. Такое же мнение высказывают и Баурен и соавт. [55], которые считают, что олиго(А)-тракт образуется в то время, когда транскрипт еще связан с активным геном, а удлиняется во время диффузии про-мРНК в нукле- оплазме. Механизм реакции удлинения поли (А)-трактов про-мРНК детально исследован Вале и соавт. в системе in vitro ([59] и ссылки в этой работе). Авторы использовали очищенные белки (РАР, CPSF и РАВР2) и специфически расщепленные про-мРНК с короткими 3'-концевыми олиго(А)-по­ следовательностями. Они показали, что поли (А) - тракт мРНК образуется в результате быстрой и процессивной реакции. РАР в комплексе с CPSF и РАВР2 синтезирует длинную последовательность в результате однократного присоединения к про- мРНК, причем в системе in vitro синтезируется последовательность той же длины, что и в системе in vivo. Однако после добавления »250 адениловых остатков процессивная реакция прекращается. По­ ли (А) продолжает удлиняться дистрибутивно, то есть полимераза в результате одного акта присое­ динения к субстрату добавляет лишь один аденило- вый остаток. Изменение характера реакции связа­ но, очевидно, с разрушением белкового комплекса. Причина распада неясна. Интересен тот факт, что РАР процессивно синтезирует поли (А) длиной не более —250 нуклеотидных остатков даже в тех случаях, когда субстрат уже имеет достаточно длинную З'-концевую поли (А)-последовательность, например, длиной 80 нуклеотидов. Нами предложен [60, 61 ] механизм разруше­ ния комплекса полиаденилирования при образова­ нии поли (А)-тракта определенной длины на осно­ вании собственных исследований конформацион- ных свойств полиадениловой кислоты [62—64 ]. Мы полагаем, что удлинение синтезирующейся по­ ли (А)-последовательности до определенного разме­ ра (—250 нуклеотидов в случае животных) позво­ ляет ей свернуться таким образом, что некоторые ее сегменты, близкорасположенные к комплексу полиаденилирования, ориентируются параллельно. Под действием кислых аминокислотных остатков белка РАВР2 адениновые остатки этих сегментов протонируются, что приводит к образованию внут­ ренней двойной спирали в поли (А)-последователь­ ности. Образование такой спирали вызывает меха­ ническое напряжение в комплексе полиаденилиро­ вания и приводит к его распаду. Такой же механизм разрушения комплекса полиаденилиро­ вания предложен нами и для дрожжевых про- мРНК. Поскольку, как уже упоминалось, образова­ ние З'-концов этих мРНК осуществляется другим аппаратом полиаденилирования [16], мы полагаем, что в этом случае синтезируемая поли (А)-последо­ вательность сворачивается с образованием внутрен­ ней двойной спирали иным образом, приводя к образованию более коротких поли (А)-трактов (60—70 нуклеотидов). В заключение этого раздела кратко опишем результаты работы Шула и соавт. [65], посвящен­ ной внутриядерной локализации белков аппарата полиаденилирования про-мРНК. На примере кле­ ток Т24 человека они показали, что гипер- и гипофосфорилированные формы РАР распределены в ядре различным образом, хотя обе формы распре­ делены в виде пятнышек по всему ядру. Гипофос- форилированная форма сконцентрирована в местах синтеза РНК. В местах транскрипции найдены также и другие факторы полиаденилирования, ло­ кализация которых была исследована, в частности, это CPSF, CstF и РАВР2. Авторы обнаружили, что места синтеза РНК на периферии доменов, называ­ емых «speckles» (крапинки), которые содержат бо­ льшие количества полиаденилированных РНК и факторов сплайсинга, особенно обогащены РАР и РАВР2. Шул и соавт. [65] предположили, что вблизи «крапинок» локализуются наиболее актив­ ные гены, поскольку в этих местах их транскрипты могут быть процессированы наиболее эффективно. Регуляция процесса полиаденилирования про- мРНК. В первых двух разделах описан минималь­ ный набор белков и сигналов про-мРНК, необходи­ мых для осуществления реакции образования З'- концов мРНК. Следует подчеркнуть, что при наличии лишь такого аппарата полиаденилирова­ ния эффективность реакции полиаденилирования про-мРНК может быть различной. Она зависит, в частности, от степени каноничности гексамера, уз­ наваемого CPSF, а также от состава U/GU-богато- го сигнала. Так, например, авторы работы [38] измеряли эффективность реакции расщепления си­ нтетических про-мРНК, отличающихся друг от друга только составом «нижнего» элемента, и пол­ учили следующий ряд: /лт > SVL > > mSVL, где /лп и JUS относятся к сигналам полиаденилирования про-мРНК тяжелой цепи иммуноглобулина, a SVL и mSVL — к сигналам про-мРНК SV40 Е дикого 100 ПОЛИАДЕНИЛИРОВАНИЕ ПРО-мРНК. 1 ОБРАЗОВАНИЕ З'-КОНЦОВ мРНК типа и с мутациями. Эффективность этих сигналов коррелирует с количеством простых элементов (описанных во втором разделе), входящих в их состав. На эффективность реакции полиаденилирова­ ния может также влиять структура одноцепочеч- ной РНК в области, включающей сигнал. Так, например, в работе [66] показано, что обмен ко­ роткими сегментами, содержащими гексамер AA­ UAAA и непосредственно прилегающие к нему последовательности, между про-мРНК Ad L1 и L3 приводит к уменьшению эффективности реакции полиаденилирования в случае про-мРНК Ad L3 и к увеличению эффективности — в случае про-мРНК Ad L1. В про-мРНК Ad L1 гексамер и примыкаю­ щие к нему участки представляют собой последова­ тельность ...AAAAUAAAAAA... [38]. Причина не­ эффективного использования этого сигнала может, по мнению автора, заключаться в том, что узнава­ емая фактором CPSF-160 специфическая конфор- мация гексамера AAUAAA нарушена вследствие его «погружения» в олиго (А)-последовательность. Конформация олиго (А)-участков по обе стороны от U-остатка может приближаться к конформации «свободной» одноцепочечной поли (А). Кроме того, связывание фактора CPSF с гексамером в данном случае может быть затруднено из-за конкуренции с белком РАВР2. Неэффективность данного сигна­ ла вряд ли связана с тем, что он может образовы­ вать двойную спираль с U-богатыми «нижними» элементами про-мРНК Ad L1 и L3, поскольку такие спирали вследствие отсутствия G-C пар не будут высокостабильными. Минимально необходимые сигналы полиадени­ лирования про-мРНК — гексамер AAUAAA и U/GU-богатый тракт — составляют так называе­ мую кор (core) -последовательность (рис 1). Кроме нее, в реакции образования З'-концов мРНК могут участвовать и другие элементы, образуя более сложный сайт полиаденилирования. Обсудим механизмы вовлечения дополнитель­ ных элементов про-мРНК в процесс полиаденили­ рования на ряде конкретных примеров. На рис 3 показаны схемы организации сайтов полиаденили­ рования тех про-мРНК, для которых в литературе имеется информация о нуклеотидной последова­ тельности регуляторных элементов и о белках, участвующих в регуляции. Схема на рис. 3, я, относится к сайту полиаденилирования поздней про-мРНК вируса папилломы быка (BPV-1). Ранее было показано, что элемент, подобный 5'-сайту сплайсинга (псевдо 5' ss), расположенный до гекса­ мера AAUAAA, ответствен за ингибирование реак­ ции полиаденилирования поздних про-мРНК BPV- Рис. 3. Схемы организации сайтов полиаденилирования про- мРНК, содержащих регуляторные элементы. Про-мРНК: а — BPV-1; б — Ul А; в — SV40; г — С2; д — CT/CGRP; е — HIV-1 1 на ранних стадиях инфекции или в неинфициро- ванных клетках [67], причем он не участвует в реакции сплайсинга. Механизм ингибирования был недавно раскрыт Гундерсоном и соавт. [68 ]. Оказа­ лось, что белок Ul 70К в составе белково-нуклеи- нового комплекса Ul-мяРНП (рис 4), связанного с псевдо 5' ss-элементом, взаимодействует с РАР, и это взаимодействие приводит к подавлению реак­ ции образования З'-концов мРНК. Ингибируется вторая стадия реакции — синтез поли (А)-хвоста. Во взаимодействии между РАР и Ul 70К участву­ ют С-концевая область полимеразы и одна из двух пар специфических мотивов (рис 4), расположен­ ных в доменах Ul 70К, содержащих SR-повторы. Эти четыре специфических мотива были най- 101 ЗАРУДНАЯ М. И. Рис. 4. Местоположение белков U1 А и U1 70К на РНК U1 [ 6 8 ] . Черный прямоугольник — пептид ERDRKREKRKPKS (U1 А) и гомологичные ему мотивы (Ul 70К) дены авторами в результате целенаправленного поиска, инициированного результатами более ран­ них работ. В них было показано, что белок Ш А регулирует свой синтез (ингибируя полиаденилиро- вание своей про-мРНК) также посредством взаимо­ действия с С-концом РАР ([69] и ссылки в этой работе). Схема этого процесса показана на рис. 3, б. Регуляторный элемент (USE), расположенный до кор-последовательности про-мРНК Ш А, образует двухспиральную шпилькообразную структуру с двумя внутренними одноцепочечными участками, на каждом из которых имеется место связывания для белка U1 А, гомологичное месту его связыва­ ния на U1 РНК. Ингибирование реакции полиаде­ нилирования про-мРНК U1 А происходит только в том случае, когда с регуляторним элементом свя­ зываются две макромолекулы белка U1 А, то есть при его избытке в нуклеоплазме. Более того, пока­ зано, что существенным моментом процесса инги- бирования является близкая локализация двух макромолекул белка Ш А, а не структура основы, обеспечивающей их близость [68, 69]. Ингибиторный домен белка Ш А состоит из 13 аминокислотных остатков (рис 4). Гундерсон и соавт. в упомянутой выше работе [68] не только нашли четыре аминокислотные последовательно­ сти, гомологичные этому элементу, в белке U1 70К, но и обнаружили подобные мотивы в других белках. Они предположили, что белки U1 А и Ш 70К являются лишь первыми представителями це­ лого семейства белков, регулирующих процессинг про-мРНК посредством ингибирования РАР. Однако белок U1 А может оказывать не только ингибиторное действие, но и стимулирующее, если он не спарен. Латз и Элвайн [39] показали, что этот белок (по-видимому, в составе Ш-мяРНП) стимулирует реакцию полиаденилирования про- мРНК SV40 L, связываясь с «верхними» регулятор­ ними элементами (USE). Состав и расположение этих элементов показаны на рис. 1. Они описыва­ ются консенсусом AUUUGURA. Аналогичные USE найдены также в про-мРНК вируса гепатита зем­ ляной белки и вируса мозаики цветной капусты (ссылки в [39]). Авторы предположили, что если U1A стимулирует реакцию полиаденилирования, находясь в составе Ul-мяРНП, то последний при этом может взаимодействовать либо с Ш-мяРНП, связанным с З'-сайтом сплайсинга (3' ss), либо с псевдо 5' ss, расположенным до USE (см. рис. 1 и 3, б). Специфическое взаимодействие между U1- мяРНП и псевдо 5' ss-элементами в 3' UTR про- мРНК SV40 L и Ad L3 обнаружено авторами работы [41 ]. В другой работе Латз и соавт. [70] показали, что белки U1 А и CPSF-160 специфически взаимо­ действуют между собой, стимулируя реакцию по­ лиаденилирования, осуществляемую РАР и CPSF на специфически расщепленных про-мРНК SV40 L. Однако при высоких концентрациях U1 А ингиби- рует реакцию, как предполагают авторы, в резуль­ тате взаимодействия с РАР, подобного взаимодей­ ствию с этим ферментом спаренного белка U1 А. В пользу этого предположения свидетельствует, в частности, тот факт, что хотя U1 А не стимулирует реакции неспецифического полиаденилирования, не зависящего от присутствия CPSF, он ингибирует ее при высоких концентрациях. Отметим, что спе­ цифическое и неспецифическое полиаденилирова- ние про-мРНК осуществляется в присутствии ио­ нов двухвалентных металлов Mg 2 + и Мп 2 + соответ­ ственно [72]. Белок Ul 70К и спаренные белки U1 А также способны ингибировать неспецифическую реакцию [68, 69]. Следует отметить, что в недавно опубликованной работе [71 ] сообщается о способ­ ности белка U1 А к димеризации не только при связывании со своей про-мРНК, но и в свободном состоянии. Латз и соавт. [70 ] предположили, что in vivo взаимодействие между U1 А и CPSF-160 осу­ ществляется при одновременном связывании Ul А с USE. На рис. 3, б, где представлена схема организа­ ции сайта полиаденилирования про-мРНК SV40 L, показано также взаимодействие регуляторного бел­ ка DSEF-1 с G-богатым «нижним» элементом GRS, о котором упоминалось во втором разделе. Наличие нескольких регуляторних элементов на про-мРНК 102 ПОЛИАДЕНИЛИРОВАНИЕ ПРО-мРНК. 1 ОБРАЗОВАНИЕ З'-КОНЦОВ мРНК SV40 L, по-видимому, неслучайно. Поздний сайт полиаденилирования этого вируса приблизительно в пять раз активнее раннего [73 ]. Высокая эффек­ тивность позднего сайта может быть обусловлена дефицитом основных белковых факторов полиаде­ нилирования на поздней стадии вирусной инфек­ ции [46]. Схема на рис 3, г, относится к про-мРНК С2 человека. Наличие в этой про-мРНК USE, что нехарактерно для транскриптов животных в отли­ чие от вирусов, может быть обусловлено, по пред­ положению Моурейра и соавт. [74], близким рас­ положением генов. Расстояние между З'-концом гена С2 и 5'-концом следующего гена составляет лишь 412 нуклеотидов. Такая организация более типична для дрожжей, чем для высших эукариотов. Близкорасположенные гены дрожжей, как правило, не имеют нижних сигналов полиаденилирования и сигналы, функционально подобные U/GU-богатому элементу, размещены до места расщепления [16]. В другой работе [75 ] показано, что USE необходим для полиаденилирования про-мРНК Lamin В2 че­ ловека. Соответствующий ген также находится на близком расстоянии от следующего гена. В случае про-мРНК С2 оказалось, что регуля­ торним элементом является псевдополипиримиди- новый тракт (псевдо-РРТ) [74] (истинные РРТ расположены вблизи 3'-сайта сплайсинга). Авторы работы [74] показали, что псевдо-РРТ в сайте полиаденилирования про-мРНК С2 играет двоякую роль. Белок, связывающийся с истинным полипи- римидиновым трактом (РТВ, м. м. 55 кДа), повы­ шает эффективность расщепления про-мРНК С2, взаимодействуя с псевдо-РРТ. Однако это взаимо­ действие не стимулирует второй стадии реакции полиаденилирования (синтез поли (А) -последова­ тельности) , хотя, согласно экспериментальным данным, последовательность псевдо-РРТ необходи­ ма для стимулирования обеих стадий. Оказалось, что к стимулированию второй стадии реакции при­ водит взаимодействие между псевдо-РРТ и одним из основных факторов полиаденилирования CstF. Таким образом, в работе [74 ] впервые продемонст­ рировано, что CstF может участвовать в реакции полиаденилирования, взаимодействуя не только с «нижним» сигналом, но и с USE, и что он может стимулировать вторую стадию реакции. Отметим, что ген С2 человека, в отличие от аналогичного гена кролика, не имеет «нижнего» U/GU-богатого сигнала полиаденилирования [74]. В случае про-мРНК CT/CGRP человека регу­ ляторний элемент, представляющий собой псевдо- РРТ, расположен дальше кор-последовательности поли (А)-сайта (рис 3, д). В этой про-мРНК чет­ вертый экзон (транскрипт содержит шесть экзонов) является в зависимости от вида ткани либо конце­ вым экзоном (при этом кодируется белок кальци- тонин), либо исключается при сплайсинге, что приводит к синтезу белка CGRP (calcitonin gene- related peptide). Появление транскриптов, кодиру­ ющих кальцитонин, связано с активацией кор-по­ следовательности полиаденилирования, локализо­ ванной в экзоне 4. Полиаденилирование стимули­ руется интронным энхансером, в состав которого входят псевдо-РРТ и псевдо-5' ss (рис. 3, д), существенные для стимулирования [76, 77 ]. Кроме того, необходимы еще, по крайней мере, два взаи­ модействующих с ними фактора: РНК U1, связы­ вающаяся с псевдо-5' ss, и белок SRp20, который преимущественно связывается с псевдо-РРТ. В настоящее время механизм стимуляции нея­ сен. В работе [77 ] предложены две модели. Соглас­ но первой из них, белок SRp20, связанный с энхансером, взаимодействует с фактором CF I m , входящим в состав комплекса расщепления/поли­ аденилирования. Возможность взаимодействия ме­ жду этими двумя белками обусловлена тем, что оба они являются SR-белками и могут взаимодейство­ вать между собой посредством SR-доменов [77]. Согласно второй модели, SRp20 не связывается непосредственно с факторами расщепления, но сти­ мулирует взаимодействие с этими факторами бел­ ков комплекса Ш-мяРНП. Белок РТВ также свя­ зывается с энхансером [76], но его роль в стиму­ ляции пока неясна. Последняя схема на рис. 3 показывает, как организованы сайты полиаденилирования про- мРНК вируса иммунодефицита человека (HIV-1), принадлежащего к группе ретровирусов. У таких вирусов дупликация сигналов контроля транскрип­ ции обусловливает необходимость регулирования идентичных сайтов полиаденилирования, располо­ женных в 5 '- и З'-концевых областях транскрипта. При этом направлять процесс полиаденилирования должен только З'-концевой поли (А)-сайт, но не 5'-концевой. Эта проблема решается в разных ви­ русах по-разному [44]. Про-мРНК вируса HIV-1 содержит два регуляторних элемента: один из них (в 5'-концевой области) ответствен за ингибирова- ние процесса полиаденилирования, другой (в З'- концевой области) — за стимулирование. Ингибирование осуществляется комплексом Ш-мяРНП [78], связанным с истинным 5'-сайтом сплайсинга, расположенным дальше кор-последова­ тельности (левая часть рис. 3, ё). Механизм инги- бирования в настоящее время неизвестен. Авторы работы [79] показали, что механизм ингибирова- ния комплексом Ш-мяРНП зависит от относитель- 103 ЗАРУДНАЯ М. И. ного расположения кор-последовательности поли­ аденилирования и элемента 5' ss. Хотя локализа­ ция 5' ss до кор-последовательности (как в про- мРНК BPV-1) (рис 3, а) приводит к ингибирова- нию второй стадии реакции полиаденилирова­ ния — синтеза поли (А)-последовательности, аль­ тернативное расположение (как в про-мРНК HIV- 1) приводит к ингибированию первой стадии реак­ ции — расщепления, причем в этом случае ингиби- рование не обусловлено взаимодействием РАР с U1 70К. Однако, как показано в другой недавней работе [80], место связывания белка Ul 70К с U1 РНК может быть вовлечено в процесс ингибирова- ния. Следует отметить, что кор-последовательность про-мРНК HIV-1 не является эффективным сайтом полиаденилирования, но в случае ее замены на эффективную последовательность комплекс U1- мяРНП, связанный с 5' ss, не ингибирует реакции расщепления [78 ]. Низкая эффективность кор-по­ следовательности про-мРНК вируса HIV-1 обуслов­ лена тем, что часть гексамера AAUAAA и часть одного из GU-богатых элементов (рис 5) входят в состав двухспирального участка пшилькообразной структуры [81, 83, 84]. Авторы работы [84] срав­ нили эффективность образования комплексов меж­ ду факторами полиаденилирования и синтетиче­ скими РНК, содержащими сайты полиаденилирова­ ния про-мРНК HIV-1 дикого типа и с мутациями, влияющими на термодинамическую стабильность пшилькообразной структуры. Свободные энергии (AG) «шпильки» дикого типа, мутантной высоко­ стабильной «шпильки» и одной из мутантных низ­ костабильных «шпилек» составляли -15,3; -25,7 и -6,8 ккал/моль соответственно при t ° в 37 °С. Ока­ залось, что очищенные CPSF и CstF связывались более эффективно с субстратами, содержащими низкостабильную шпилькообразную структуру, чем с субстратом дикого типа. В ядерных экстрак­ тах комплексы образовывались одинаково эффек­ тивно с обоими субстратами. Высокостабильные субстраты практически не связывались ни с очи­ щенными факторами полиаденилирования, ни с входящими в состав экстрактов. Поли (А)-сайт про-мРНК HIV-1, расположен­ ный в З'-концевой области транскрипта, в отличие от расположенного в 5'-концевой области содержит USE (рис. 5) [82]. Джилмартин и соавт, [13] показали, что специфическое взаимодействие этого элемента с CPSF-160 увеличивает стабильность комплекса CPSF с про-мРНК, а также повышает эффективность реакции полиаденилирования рас­ щепленной про-мРНК, осуществляемой РАР и CPSF. Аналогичный элемент имеется в про-мРНК TAR Р и с 5. Первичная и вторичная структуры про-мРНК вируса HIV-1 в области места расщепления (показано стрелкой). Выде­ лены USE, гексамер AAUAAA и GU-богатые элементы [78, 81 , 82] Ad L3 [66]. Он может функционально заменять USE про-мРНК HIV-1 [13]. В описанной выше работе [84] стимулирующее действие USE прояв­ лялось только в случае сайта полиаденилирования про-мРНК HIV-1 дикого типа, но не мутантных. Авторы этой работы предположили, что USE пред­ ставляет собой первичное место связывания CPSF. При раскрытии в процессе дыхания двухспирально­ го участка пшилькообразной структуры гексамер AAUAAA становится полностью доступным для CPSF, и этот белок связывается с гексамером, либо покидая USE, либо оставаясь связанным и с ним. Верно, скорее всего, последнее предположение, по­ скольку в работе [13] показано, что CPSF-160 сшивается с USE под действием ультрафиолета только в случае, если про-мРНК содержит гекса­ мер AAUAAA. Таким образом, термодинамическая стабиль­ ность пшилькообразной структуры про-мРНК HIV- 1, включающей сигналы полиаденилирования, тщательно сбалансирована. Эффективность кор- сайта полиаденилирования подавлена как раз в такой степени, чтобы его можно было бы почти полностью репрессировать при участии 5'-концево- го регуляторного элемента и стимулировать при участии З'-концевого элемента [83]. Авторы рабо­ ты [83] считают, что подобный тип регуляции 104 ПОЛИАДЕНИЛИРОВАНИЕ ПРО-мРНК. 1 ОБРАЗОВАНИЕ З'-КОНЦОВ мРНК может быть распространен более широко, посколь­ ку вовлечение части гексамера AAUAAA в двух- спиральную структуру может иметь место, судя по первичным последовательностям про-мРНК, и для других вирусов этой же группы (лентивирусы), а также другой группы (спумавирусы). Следует отметить, что, как считают авторы работы [83], непосредственное соседство в по­ ли (А)-сайте про-мРНК HIV-1 (рис. 5) двух крити­ ческих для развития вируса шпилькообразных структур — TAR (frans-activation region) и шпиль­ ки с поли (А)-сигналами — может быть неслучай­ ным. Двухспиральные области этих структур могут взаимодействовать между собой, увеличивая ста­ бильность всей охватывающей их структурирован­ ной области. На рис 3, е, показан еще один регуляторный элемент, входящий в состав поли (А)-сайта про- мРНК HIV-1, расположенного в З'-концевой обла­ сти — G-богатый элемент, подобный GRS про- мРНК SV40 L. Он ответствен за незначительное стимулирование реакции полиаденилирования [82]. Роль этого элемента неизвестна, но в работе [40 ] показано, что с ним может связываться белок DSEF-L Как следует из вышеизложенного, в регуляции процесса полиаденилирования всех про-мРНК, сайты полиаденилирования которых схематически изображены на рис. 3, участвуют компоненты ап­ парата сплайсинга. По современным представлени­ ям, две реакции — полиаденилирование и удале­ ние 3'-концевого интрона — взаимосвязаны. Такая взаимозависимость наблюдается, с одной стороны, экспериментально (процессы сплайсинга и поли­ аденилирования, происходящие на одной и той же про-мРНК стимулируют друг друга), а с другой стороны, обоснована теоретически в рамках модели определения экзона (exon definition model) [11]. Согласно этой модели, на первой стадии процесса удаления интрона аппарат сплайсинга узнает «нижний» экзон, взаимодействуя с 3' ss удаляемого интрона и 5' ss следующего интрона, причем в случае 3'-концевого интрона поли (А)-сайт функци­ онально заменяет донорный сайт сплайсинга. Ме­ ханизм взаимосвязи процессов сплайсинга и поли­ аденилирования пока неизвестен. Авторы работы [85 ] подробно исследовали роль отдельных специфических элементов про-мРНК в координации реакций полиаденилирования и сплайсинга, используя для экспериментов синтети­ ческие транскрипты, содержащие сайт полиадени­ лирования про-мРНК SV 40 L и участок, включа­ ющий интрон из про-мРНК аденовируса. В данной работе показано, что наиболее существенными для координации двух реакций процессинга про-мРНК являются РРТ, 3' ss, гексамер AAUAAA, U-бога- тый нижний сигнал полиаденилирования, G-бога­ тый элемент и олиго(U)-участок, расположенный на «50 нуклеотидов ниже места расщепления (см. рис. 1). Причем отдаленный олиго (U)-тракт суще­ ствен только для сопряженной, но не для изолиро­ ванной реакции полиаденилирования (проводимой в условиях, неблагоприятных для сплайсинга). Му­ тации USE, с которыми связываются белки U1 А, приводили лишь к умеренному ингибированию со­ пряженной реакции сплайсинга (но к значительно­ му ингибированию сопряженной реакции полиаде­ нилирования), а мутации элемента псевдо 5' ss вызывали увеличение эффективности обеих взаи­ мозависимых реакций. Роль отдельных белковых факторов в коорди­ нации двух реакций процессинга про-мРНК выяс­ нена гораздо меньше, чем роль сигнальных элемен­ тов на про-мРНК. Установлено лишь, что карбок­ сильный конец РАР необходим для сопряженной реакции [69 ] и что он специфически взаимодейст­ вует с белковым фактором сплайсинга U2AF 65 [86]. Этот белок на ранней стадии сплайсинга связывается с полипиримидиновым трактом. В заключение этого раздела следует упомянуть еще об одном типе регуляторных элементов. Не­ давно обнаружены элементы, ответственные за об­ разование мРНК с короткими дискретными по­ ли (А)-хвостами, так называемые PLE (poly (А)- limiting element) [87, 88]. В отличие от многих мРНК, изученных в настоящее время, мРНК (и про-мРНК) сывороточного альбумина лягушки имеют короткие поли (А)-хвосты длиной всего 17 нуклеотидов. Дас Гупта и соавт. [87 ] показали, что образование про-мРНК с короткими хвостами обус­ ловлено присутствием верхнего элемента СААА- CUCACUGAGGAACACCU или AAAAGUUCCUU- CAGCUGAAAAGAGCAU (гомологичные области выделены жирным шрифтом). Механизм действия этих регуляторных элементов пока неизвестен. PLE либо индуцируют быструю деградацию длин­ ного поли (А)-хвоста про-мРНК до удаления 3 - концевого интрона, либо способствуют ингибирова­ нию второй стадии реакции полиаденилирова­ ния — процессивного синтеза поли (А)-хвоста, осуществляемого РАР, CPSF и РАВР2 [87]. PLE найдены не только в про-мРНК альбумина, но и в про-мРНК других белков, имеющих поли (А)-хво­ сты длиной менее 20 нуклеотидов [88]. Короткий поли (А)-хвост про-мРНК сывороточного альбумина является своеобразной «меткой». Его узнавание эндонуклеазой, индуцируемой эстрогеном, приво­ дит к деградации мРНК [87 ]. 105 ЗАРУДНАЯ М. И. Таким образом, не только З'-концевые по­ ли (А)-последовательности мРНК, но и сам процесс полиаденилирования используется клетками и ви­ русами в самых разных целях [89 ]. В заключение выражаю благодарность Д. Н. Говоруну за ценные советы и замечания. М. I. Zarudnaya mRNA polyadenylation. 1. З'-end formation of vertebrates' mRNAs Summary In this review the contemporary understanding of a process of the З'-end formation of vertebrates' mRNAs is summarized. The protein factors taking part in the reaction, and the signal sequences in pre-mRNAs guiding the process are characterized. The process of polyadenylation complex formation is analyzed. The relation be­ tween polyadenylation, on one hand, and transcription and splicing, on the other hand, is considered. The examples of the regulation of the polyadenylation reaction are given. The author proposes more strict definition of downstream signal than that available in literature. M. І. Зарудна Поліаденілювання про-мРНК. 1. Утворення 3'-кінців мРНК хребетних Резюме В огляді докладно розглянуто процес утворення 3'-кінців мРНК хребетних: охарактеризовано білки, які беруть участь у реакції, та сигнальні елементи, що її направляють; описано процесе складання комплексу поліаденілювання; обмірковано зв'язок між поліаденілюванням та процесами транскрипції і сплайсингу; наведено приклади регулювання реакції утворення З'-кінців мРНК. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Chen Z., Li Y, Krug R. M. Influenza A virus NS1 protein targets poly (A)-binding protein II of the cellular 3'-end processing machinery / / EMBO J .—1999 .—18, N 8 .— P. 2273—2283. 2. Wang Z., Day N, Trifillis P., Kiledjian M. An mRNA stability complex functions with poly (A)- binding protein to stabilize mRNA in vitro / / Мої. and Cell. Biol .—1999.—19, N 7.— P. 4552—4560. 3. Decker C. J., Parker R. A turnover pathway for both stable and unstable mRNAs in yeast: evidence for a requirement for deadenylation / / Genes and D e v . — 1 9 9 3 . — 7 , N 8 . — P. 1632—1643. 4. Craig A W. В., Haghighat A., Yu А. Т. К, Sonenberg N. Interaction of polyadenylate-binding protein with the eIF4G homologue PAIP enhances translation / / Nature.—1998.— 392, N 6675.—P. 5 2 0 — 5 2 3 . 5. Taneja К L., Lifshitz L M., Fay F. S., Singer R. H. Poly(A) RNA codistribution with microfilaments: evaluation by in situ hybridization and quantitative digital imaging microscopy / / J. Cell. Biol .—1992.—119, N 5 .—P. 1245—1260. 6. Manley J. L. Messenger RNA polyadenylylation: A universal modification / / Proc Nat. Acad. Sci. USA.—1995 .—92, N 6.—P. 1800—1801. 7. Dominski Z., Zheng L.-X., Sanchez R., Marzluff W. F. Stem-loop binding protein facilitates З'-end formation by stabilizing U7 snRNP binding to histone pre-mRNA / / Мої. and Cell. Biol .—1999.—19, N 5 .—P. 3561—3570. 8. Williams A. S., Ingledue III Т. C. , Kay B. 1С, Marzluff W. F. Changes in the stem-loop at the 3'-terminus of histone mRNA affects its nucleocytoplasmic transport and cytoplasmic regulation / / Nucleic Acids R e s . — 1 9 9 4 . — 2 2 , N 2 2 . — P. 4660—4666. 9. Pandey N. В., Marzluff W. F. The stem-loop structure at the З'-end of histone mRNA is necessary and sufficient for regulation of histone mRNA stability / / Мої. and Cell. Biol .—1987.—7, N 12 .—P. 4557—4559 . 10. Sun J., Pilch D. R., Marzluff W. F. The histone mRNA 3' end is required for localization of histone mRNA to polyribosomes / / Nucl. Acids Res .—1992 .—20, N 22 .—P. 6057—6066. 11. Wahle E. З'-end cleavage and polyadenylation of mRNA precursors / / Biochim. et biophys. ac ta .—1995 .—1261 , N 2.—P. 183—194. 12. Colgan D. F., Manley J. L. Mechanism and regulation of mRNA polyadenylation / / Genes and Dev .—1997 .—11 , N 21 .—P. 2755—2766. 13. Gilmartin G. M., Fleming E. S., Oetjen J., Graveley B. R. CPSF recognition of an HIV-1 mRNA 3'-processing enhancer: multiple sequence contacts involved in poly (A) site definition / / Genes and Dev .—1995 .—9, N 1.—P. 7 2 — 8 3 . 14. Preker P. J., Keller W. The HAT helix, a repetitive motif implicated in RNA processing / / Trends Biochem. Sci.— 1998.—23, N 1.—P. 15—16. 15. Ruegsegger V., Blank D., Keller W. Human pre-mRNA cle­ avage factor Im is related to spliceosomal SR proteins and can be reconstituted in vitro from recombinant subunits / / Мої. Cel l .—1998.—1, N 2 .—P. 2 4 3 — 2 5 3 . 16. Wahle E., Ruegsegger V. З'-End processing of pre-mRNA in eukaryotes / / FEMS Microbiol. Revs .—1999.—23, N 3 . — P. 277—295. 17. Raabe Т., Murthy К G. K, Manley J. L. Poly (A) polymerase contains multiple functional domains / / Мої. and Cell. Biol.— 1994.—14, N 5 .—P. 2946—2957 . 18. Martin G., Keller W. Mutational analysis of mammalian poly (A) polymerase identifies a region for primer binding and a catalytic domain, homologous to the family X polymerases and to other nucleotidyltransferases / / EMBO J.—1996.—15, N 10.—P. 2593—2603. 19. Nemeth A., Krause S., Blank D., Jenny A., J end P., Lustig A., Wahle E. Isolation of genomic and cDNA clones encoding bovine poly (A) binding protein II / / Nucl. Acids Res.— 1995.—23, N 20 .—P. 4 0 3 4 — 4 0 4 1 . 20. Wahle E., Lustig A., J end P., Maurer P. Mammalian poly (A) - binding protein II / / J. Biol. Chem.—1993.—268, N 4 .— P. 2937—2945. 21 . Burd C. G., Drey fuss G. Conserved structures and diversity of functions of RNA-binding proteins / / Science.—1994.—265, N 5172 ,—P. 615—621 . 22. Neer E. J., Schmidt C. J., Nambudripad R., Smith T. F. The ancient regulatory-protein family of WD-repeats protein / / Nature.—1994.—371, N 6495 .—P. 297—300 . 23 . Zhao W., Manley J. L. Complex alternative RNA processing generates an unexpected diversity of poly (A) polymerase isoforms / / Мої. and Cell. Bio l .—1996.—16, N 5 .—P. 2378— 2386. 24. Beyer K, Dandekar Т., Keller W. RNA ligands selected by cleavage stimulation factor contain distinct sequence motifs that function as downstream elements in З'-end processing of pre-mRNA / / J. Biol . C h e m . — 1 9 9 7 . — 2 7 2 , N 4 2 . — P. 26769—26779. 25. Wallace A. M., Dass В., Ravnik S. E., Tonk V., Jenkins N. A., Gilbert D. /., Copeland N. G., MacDonald С. C. Two distinct forms of the 64 ,000 M r protein of the cleavage stimulation factor are expressed in mouse male germ cells / / 106 ПОЛИАДБНИЛИРОВАНИЕ ПРО-мРНК. 1 ОБРАЗОВАНИЕ З'-КОНЦОВ мРНК Proc. Nat. Acad. Sci. USA.—1999 .—96, N 12.—P. 6 7 6 3 — 6768. 26. Birnstiel M. L., Busslinger M.f Strub К Transcription termina­ tion and 3 ' processing: the end is in site! / / Ce l l .—1985.—41, N 2.—P. 349—359 . 27. Graber J. 11, Cantor C. R., Mohr S. C , Smith T. F. In silico detection of control signals: mRNA 3'-end-processing sequen­ ces in diverse species / / Proc. Nat. Acad. Sci. USA.—1999 .— 96, N 24 .—P. 14055—14060. 28. Wilusz J., Shenk T. A uridylate tract mediates efficient heterogeneous nuclear ribonucleoprotein С protein-RNA cross- linking and functionally substitutes for the downstream element of the polyadenylation signal / / Мої. and Cell. Biol .—1990.— 10, N 12.—P. 6397—6407 . 29. MacDonald С. C , Wilusz /., Shenk T. The 64-kilodalton subunit of the CstF polyadenylation factor binds to pre-mRNAs downstream of the cleavage site and influences cleavage site location / / Мої. and Cell. B io l .—1994 .—14, N 1 0 . — P. 6647—6654. 30. Chou Z.~F.t Chen F.f Wilusz J. Sequence and position requirements for uridylate-rich downstream elements of poly­ adenylation signals / / Nuci. Acids Res .—1994.—22, N 13 .— P. 2525—2531 . 31 . Chen F, MacDonald С. C. Wilusz J. Cleavage site deter­ minants in the mammalian polyadenylation signal / / Nucl. Acids Res .—1995 .—23, N 14.—P. 2614—2620. 32. McLauchlan /., Gaffney D.t Whitton J. L, Clements J. B. The consensus sequence YGTGTTYY located downstream from the AATAAA signal is required for efficient formation of mRNA 3'-termini / / Nucl. Acids Res .—1985 .—13, N 4 .—P. 1347. 33. Gil A., Proudfoot N. J. Position-dependent sequence elements downstream of AAUAAA are required for efficient rabbit 0-globin mRNA 3' end formation / / Cel l .—1987.—49, N 3 . — P. 399—406. 34. Chen J. S., Nordstrom J. L Bipartite structure of the downstream element of the mouse beta globin (major) poly (A) signal / / Nucl. Acids Res .—1992 .—20, N 10.—P. 2 5 6 5 — 2572. 35. McDevitt M. A., Hart Я. P., Wong W. W.t Nevins J. R. Sequences capable of restoring poly (A) site function define two distinct downstream elements / / EMBO J .—1986.—5, N 1 1 . — P. 2907—2913. 36. Zhang F., Denome R. M., Cole C. N. Fine structure analysis of the processing and polyadenylation region of the herpes simplex virus type 1 thymidine kinase gene by using linker scanning, internal deletion, and insertion mutations / / Мої. and Cell. Biol .—1986.—6, N 12.—P. 4611—4623 . 37. Renan M. J. Conserved 12-bp element downstream from mRNA polyadenylation sites / / Gene .—1987.—60, N 2, 3 .—P. 245—254. 38. Edwalds-Gilbert G., Prescott J., Falck-Pedersen E. 3 ' RNA processing efficiency plays a primary role in generating ter­ mination-competent RNA polymerase II elongation complexes / / Мої. Cell. B io l .—1993.—13, N 6.—P. 3472—3480 . 39. Lutz C. S.t Alwine J. C. Direct interaction of the U l snRNP-A protein with the upstream efficiency element of the SV40 late polyadenylation signal / / Genes and Dev .—1994 .—8, N 5 .— P. 576—586. 40. Bagga P. S.t Ford L P., Chen F.t Wilusz J. The G-rich auxiliary downstream element has distinct sequence and posi­ tion requirements and mediates efficient 3 ' end pre-mRNA processing through a trans-acting factor / / Nucl. Acids Res .— 1 9 9 5 . - 2 3 , N 9 .—P. 1625—1631. 41 . Wassarman К M., Steitz J. A. Association with terminal exons in pre-mRNAs: a new role for the U l snRNP? / / Genes and Dev.—1993.—7, N 4 .—P. 647—659. 42 . Takagaki Y, Manley J. L. RNA recognition by the human polyadenylation factor CstF / / Мої. and Cell. Biol .—1997.— 17, N 7 .—P. 3907—3914 . 43 . Benoite В., Nemeth A.t Aulner N., Kiihn U., Simonelig M., Wahle E., Bourbon H.-M. The drosophila poly (A)-binding protein II is ubiquitous throughout drosophila development and has the same function in mRNA polyadenylation as its bovine homolog in vitro II Nucl. Acids Res .—1999 .—27, N 19.— P. 3771—3778. 44. Proudfoot N Poly (A) signals / / Cel l .—1991.—64, N 4 .— P. 671—674. 45. Sittler A., Gallinaro #., Jacob M. Upstream and downstream с/s-acting elements for cleavage at the L4 polyadenylation site of adenovirus-2 / / Nucl. Acids Res .—1994 .—22 , N 2 . — P. 222—231 . 46. Bagga P. S., Arhin G. K, Wilusz J. DSEF-1 is a member of the hnRNP H family of RNA-binding proteins and stimulates pre-mRNA cleavage and polyadenylation in vitro II Nucl. Acids Res .—1998 .—26, N 2 3 . — P . 5343—5350 . 47. Williamson J. R.f Raghuraman M. K, Cech T. R. Monovalent cation-induced structure of telomeric DNA: the G-quartet model / / Cel l .—1989.—59, N 5 ,—P. 871—880 . 48. Sadofsky M., Connelly S.t Manley J. L., Alwine J. C. Identification of a sequence element on the 3 ' side of AAUAAA which is necessary for simian virus 40 late mRNA 3'-end processing / / Мої and. Cell. B io l .—1985.—5, N 10 .— P. 2713—2719. 49. Hirose Y, Manley J. L. Creatine phosphate, not ATP, is required for 3' end cleavage of mammalian pre-mRNA in vitro II J. Biol. Chem.—1997 .—272 , N 4 7 . — P . 29636—29642 . 50. Chao L. C, Jamil A., Kim S. /., Huang L., Martinson H. G. Assembly of the cleavage and polyadenylation apparatus re­ quires about 10 seconds in vivo and is faster for strong than for weak poly(A) sites / / Мої. and Cell. Bio l .—1999.—19, N 8.—P. 5588—5600 . 51. Flaherty S. M.t Forthes P., Izaurrald E., Mattaj 1. W., Gilmartin G. M. Participation of the nuclear cap binding complex in pre-mRNA 3* processing / / Proc. Nat. Acad. Sci. USA.—1997 .—94, N 2 2 . — P . 11893—11898 . 52 . McCracken S., Fong N, Yankulov K, Ballantyne S.t Pan G.t Greenblatt J., Patterson S. D., Wickens M., Bentley D. L. The C-terminal domain of RNA polymerase II couples mRNA processing to transcription / / Nature .—1997.—385, N 6614 .— P. 357—361 . 53 . Dantonel / . - C , Murthy К G. Kt Manley J. L., Tora L. Transcription factor TFIID recruits factor CPSF for formation of 3 ' end of mRNA / / Nature .—1997.—389, N 6649 .— P. 399—402 . 54 . Hirose Y, Manley J. L. RNA polymerase II is an essential mRNA polyadenylat ion factor / / N a t u r e . — 1 9 9 8 . — 3 9 5 , N 6697 .—P. 93—96. 55. Bauren G., Belikov S., Wieslander L. Transcriptional termina­ tion in the Balbiani ring 1 gene is closely coupled to 3'-end formation and excision of the 3'-terminal intron / / Genes and Dev .—1998 .—12 , N 17 .—P. 2 7 5 9 — 2 7 6 9 . 56. Yeung G., Choi L. M.y Chao L. C , Park N. J., Liu A , Jamil A., Martinson H. G. Poly (A)-driven and poly (A)-assisted termination; two different modes of poly (A)-dependent trans­ cription termination / / Мої. and Cell. Bio l .—1998.—18, N 1.—P. 276—289 . 57. Stump/ G., Goppelt A., Domdey H. Pre-mRNA topology is important for З'-end formation in Saccharomyces cerevisiae and mammals / / Мої. and Cell. B io l .—1996.—16, N 5 .— P. 2204—2213 . 58 . Wahle E.t Kiihn V. The mechanism of 3 ' cleavage and 107 ЗАРУДНАЯ М. И. polyadenylation of eukaryotic pre-mRNA / / Progr. Nucl. Acids Res. Мої. B io l .—1997 .—57.—P. 4 1 — 7 1 . 59. Wahle E. Poly (A) tail length control is caused by termination of processive synthesis / / J. Biol. Chem.—1995.—270, N 6,— P. 2800—2808. 60. Зарудна M. І., Говорун Д. M. Структурні переходи в поліаденіловій кислоті. Можливі молекулярні механізми функціонування полі (А)-хвостів мРНК / / Доповіді НАН України.—1998.—№ 12.—С. 155—160. 61 . Zarudnaya М. Hovorun D. М. Structural transitions in polyadenylic acid and hypothesis on biological role of its double-stranded forms / / Укр. біохім. журн.—1999 .—71 , № 4.—P. 15—20. 62. Зарудная M. И., Желтовский Н. В. Исследование взаимо­ действия гомополирибонуклеотидов с дикатионом эфира лизина методом аффинного электрофореза / / Молекуляр. биология.—1992.—26, № 1.—С. 110—117. 63. Зарудная М. И., Желтовский Я . В, Электрофоретическое исследование конформационных переходов в поли (А) при кислых рН / / Молекуляр. биология.—1995.—29, № 5 .— С. 1040—1047. 64. Зарудная М. Я . Исследование конформационных пере­ ходов в поли (А) методом буферной емкости / / Молекуляр. биология.—1998.—32, № 3 .—С. 508—514 . 65. Schul W.j van Driel Я, de Jong L. A subset of poly (A) polymerase is concentrated at sites of RNA synthesis and is associated with domains enriched in splicing factors and poly (A) RNA / / Exp. Cell. Res .—1998 .—238, N 1.—P. 1 — 12. 66. Prescott J. у Falck-Pedersen E. Sequence elements upstream of the 3' cleavage site confer substrate strength to the adenovirus LI and L3 polyadenylation sites / / Мої. and Cell. Biol.— 1994.—14, N 7 .—P. 4682—4693 . 67. Furth P. A., Choe W.-T., Rex J. H, Byrne J. C, Baker С. C. Sequences homologous to 5' splice sites are required for the inhibitory activity of papillomavirus late 3' untranslated regions / / Мої. and Cell. Bio l .—1994.—14, N 8 .—P. 5278—5289 . 68. Gunderson S. I., Polycarpou-Schwarz M., Mattaj I. W. U l snRNP inhibits pre-mRNA polyadenylation through a direct interaction between U l 70K and poly (A) polymerase / / Мої. Cel l .—1998.—1, N 2 .—P. 255—264 . 69. Gunderson S. I., Vagner S., Polycarpou-Schwarz M., Mattaj I. W. Involvement of the carboxyl terminus of vertebrate poly (A) polymerase in U l A autoregulation and in the coupling of splicing and polyadenylation / / Genes and Dev .—1997.— I I , N 6.—P. 7 6 1 — 7 7 3 . 70. Lutz C. S., Murthy K. G. JC, Schek N., O'Connor J. P., Manley J. L., Alwine J. C. Interaction between the U l snRNP-A protein and the 160-kD subunit of cleavage-poly- adenylation specificity factor increases polyadenylation ef­ ficiency in vitro / / Genes and Dev .—1996 .—10, N 3 . — P. 325—337. 71. Gunnewiek J. M. T. K, Hussein R. I., van Aarssen Y, Palacios D., de Jong R., van Venrooij W. J., Gunderson S. I. Fourteen residues of the U l snRNP-specific U l A protein are required for homodimerization, cooperative RNA binding, and inhibition of polyadenylation / / Мої. and Cell. Biol .—2000.— 20, N 6.—P. 2209—2217 . 72. Wahle E., Martin G., Schiltz E.t Keller W. Isolation and expression of cDNA clones encoding mammalian poly (A) polymerase / / EMBO J .—1991 .—10, N 13.—P. 4251—4257 . 73. Carswell S., Alwine J. C. Efficiency of utilization of the Simian virus 40 Late polyadenylation site: effects of upstream sequen­ ces / / Мої. and Cell. Biol .—1989.—9, N 10.—P. 4248—4258 . 74. Moreira A., Takagaki Y, Brackenridge S., Wollerton M., Manley J. L., Proudfoot N. J. The upstream sequence element of the C2 complement poly (A) signal activates mRNA 3' end formation by two distinct mechanisms / / Genes and Dev.— 1998.-12, N 16.—P. 2522-2534. 75. Brackenridge S., Ashe H. L., Giacca M., Proudfoot N. J. Transcription and polyadenylation in a short human intergenic region / / Nucl. Acids Res .—1997 .—25, N 12.—P. 2326— 2335. 76. Lou H., Gagel R. F., Berget S. M. An intron enhancer recognized by splicing factors activates polyadenylation / / Genes and Dev .—1996 .—10, N 2 .—P. 208—219. 77. Lou H., Neugebauer К M., Gagel R. F, Berget S. M. Regulation of alternative polyadenylation by U l snRNPs and SRp20 / / Мої. and Cell. Bio l .—1998.—18, N 9.—P. 4977— 4985. 78. Ashe M. P., Pearson L H., Proudfoot N. J. The HIV-1 5' LTR poly (A) site is inactivated by U 1 snRNP interaction with the downstream major splice donor site / / EMBO J.—1997.— 16, N 18.—P. 5752—5763 . 79. Vagner S., Ruegsegger V., Gunderson S. I., Keller W., Mattaj /. W. Position-dependent inhibition of the cleavage step of pre-mRNA З'-end processing by U l snRNP / / RNA.—2000.— 6, N 2.—P. 178—188. 80. Ashe M. P., Furger A., Proudfoot N. J. Stem-loop 1 of the U l snRNP plays a critical role in the suppression of HIV-1 polyadenylation / / RNA.—2000 .—6, N 2 .—P. 170—177. 81 . Das А. Т., Klaver В., Klasens В. I. F, Wamel J. L В., Berkhout B. A conserved hairpin motif in the R-U5 Region of the human immunodeficiency virus type 1 RNA genome is essential for replication / / J. Virol .—1997.—71, N 3 . — P. 2346—2356. 82. Valsamakis A., Zeichner S., Carswell S., Alwine J. C. The human immunodeficiency virus type 1 polyadenylylation signal: a 3 ' long terminal repeat element upstream of the AAUAAA necessary for efficient polyadenylylation / / Proc. Nat. Acad. Sci. USA.—1991.—88, N 6 .—P. 2108—2112 . 83 . Das А. Т., Klaver В., Berkhout B. A hairpin structure in the R Region of the human immunodeficiency virus type 1 RNA genome is instrumental in polyadenylation site selection I I I . Virol .—1999.—73, N 1.—P. 8 1 — 9 1 . 84. Klasens В. I. F., Thiesen M., Virtanen A., Berkhout B. The ability of the HIV-1 AAUAAA signal to bind polyadenylation factors is controlled by local RNA structure / / Nucl. Acids Res .—1999.—27, N 2 .—P. 446—454 . 85. Cooke C, Hans H., Alwine J. C. Utilization of splicing elements and polyadenylation signal elements in the coupling of polyadenylation and last-intron removal / / Мої. and Cell. Biol .—1999.—19, N 7 .—P. 4971—4979 . 86. Vagner S., Vagner C, Mattaj I. W. The carboxyl terminus of vertebrate poly (A) polymerase interacts with U2AF 65 to couple З'-end processing and splicing / / Genes and Dev.— 2000 .—14, N 4 .—P. 4 0 3 — 4 1 3 . 87. Das Gupta J., Gu H., Chernokalskaya E., Gao X, Schoenberg D. R. Identification of two cis-acting elements that inde­ pendently regulate the length of poly (A) on Xenopus albumin pre-mRNA / / RNA.—1998 .—4, N 7 .—P. 766—776. 88. Gu H., Das Gupta J., Schoenberg D. R. The poly (A)-limiting element is a conserved cis-acting sequence that regulates poly (A) tail length on nuclear pre-mRNAs / / Proc. Nat. Acad. Sci. USA.—1999.—96, N 16 .—P. 8943—8948 . 89. Edwalds-Gilbert G., Veraldi K. L., Milcarek C. Alternative poly (A) site selection in complex transcription units: means to an end? / / Nucl. Acids Res .—1997 .—25, N 13.—P. 2547— 2561. УДК 577.21 Надійшла до редакції 04.04.2000 108

Схожі ресурси