CC BY
16
Королев С.А.1, Селиверстов А.В.2, Любецкий В.А.3
гИППИ РАН, г. Москва, стажер-исследователь, korolev @ iitp . ru 2ИППИ РАН, г. Москва,к.ф.-м.н., в.н.с., slvstv @iitp . ru 3ИППИ РАН, г. Москва, д.ф.-м.н., зав.лаб., lyubetsk@ iitp . ru
О ТРАНСЛЯЦИИ РИБОСОМНОГО БЕЛКА L16 В ПЛАСТИДАХ ЦВЕТКОВЫХ
РАСТЕНИЙ
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Цветковые растения, трансляция, рибосомный белок L16, регуляция. АННОТАЦИЯ
Предсказана регуляция инициации трансляции рибосомного белка L16 в пластидах цветковых растений. Показана консервативная спираль РНК в 5-нетранслируемой области, перекрывающая сайт связывания рибосомы.
Проведён анализ 5'-лидерных областей перед генами rpl16 с интронами. Предсказана консервативная спираль РНК в 5'-лидерных областях генов rpl16 с интронами. Эта спираль перекрывает сайт связывания рибосомы и препятствует инициации трансляции до завершения сплайсинга. Этот ген имеет короткий первый экзон (обычно его длина всего 9 п.н.). Хотя у магнолии интроны в этом гене отсутствуют.
Рассматриваемая спираль РНК обнаружена у многих цветковых растений, включая рано отделившиеся ветви дерева видов: Amborella trichopoda (амборелла волосистоножковая), Chloranthus spicatus (зеленоцвет или хлорант колосковый), IHicium oligandrum (бадьян), Nuphar advena (кубышка), Nymphaea alba (кувшинка) и Ceratophyllum demersum (роголистник). Также она предсказана у Acorus spp. и многих видов двудольных растений из группы rosids. (Розиды - это подкласс клады покрытосеменных цветковых растений). Однако она отсутствует или лишь спорадически встречается в больших таксономических группах, включая филогенетическую группу asterids.
В 5'-нетранслируемых областях перед rpl16 у всех рано отделившихся ветвей цветковых растений (basal Magnoliophyta) найдена шпилька, перекрывающая сайт связывания рибосомы. Наиболее стабильные структуры РНК предсказаны у IHicium oligandrum и Chloranthus spicatus. У Nuphar advena и Nymphaea alba эти шпильки отличаются одним нуклеотидом, но это приводит к образованию во втором случае большей петли. У Ceratophyllum demersum шпилька относительно короткая. У Amborella trichopoda шпилька отделена от кодирующей области большим расстоянием, чем у других видов. Эти структуры показаны на рисунке.
Amborella TCCAAAAÄTGATGAATTCAATTCTATATGGCTGÄATAAAGATTTGATTAACCATTTGGTAAAATTGCA IHicium Т TCÄÄTC CAAAATGAGCAATTCTATAGGGTTGAATAAAAAATTTGATTGACCATTTGGTAGAATTGCT
Chlaranth их GAACAAT ТС TCAT TT TCGAATTCTATAAGGTTGAATCAAAATTTCAT T GACCATTTGGTAGAATTGCT Nuphar TCAAAAATGATCAATTATATATGTTTGAATAACflATTCGÄTTTACCACTTTGGTATGATAGAATTGCT
Nymphaea TCAAAACGGATCAATTATATATGTTTGAATAACAATTCGATTTACCACTTTGATATGATAGAATTGCT Ceratophyllum TAATTCTTTTCTTAATTATATGGGTTTAÄATAÄAAATTCGÄTTGACCATTACATTTGGTAGAATTGCT Рис. В 5'-нетранслируемых областях перед rpl16у рано отделившихся ветвей цветковых растений
подчёркнуты спирали РНК
Отметим, что ранее [1] нами предсказана регуляция инициации трансляции у трёх генов с интронами: atpF, clpP и petB. Такая регуляция для других генов также обсуждается в [2]. Рассматриваемый случай гена rpl16 особенно интересен тем, что рибосома сразу после инициации трансляции уже перекрывает край первого экзона, препятствуя сплайсингу. Поэтому в этом случае задержка начала трансляции второго экзона до завершения сплайсинга не может быть объяснена различием в скорости элонгации РНК-полимеразы фагового типа и скорости элонгации рибосомы, хотя для некоторых других генов это может дать исчерпывающее объяснение [3].
Работа выполнена за счёт гранта Российского научного фонда (проект № 14-50-00150).
Литература
1. Seliverstov A.V., Lyubetsky V.A. Translation regulation of intron-containing genes in chloroplasts // Journal of Bioinformatics and Computational Biology, 2006, vol. 4, no. 4, pp. 783-792.
2. Zerges W. Translation in chloroplasts // Biochimie, 2000, vol. 82, pp. 583-601.
3. Lyubetsky V.A., Zverkov O.A., Rubanov L.I., Seliverstov A.V. Modeling RNA polymerase competition: the effect of a-subunit knockout and heat shock on gene transcription level // Biology Direct, 2011, vol. 6, no. 3.
