Войти
| Каталитический интрон группы II, D5 | |
|---|---|
 полная вторичная структура интрона группы II | |
| Идентификаторы | |
| Символ | Intron_gpII |
| Rfam | RF00029 |
| Прочие данные | |
| PDB структуры | PDBe 6cih |
| Дополнительная информация | Запись содержит домен сплайсинга V (D5) и некоторый консенсус 3 'к нему. |
| Каталитический интрон группы II, D1-D4 | |
|---|---|
| Идентификаторы | |
| Символ | группа-II-D1D4 |
| Rfam | CL00102 |
| Другие данные | |
| PDB структуры | PDBe 4fb0 |
| Дополнительная информация | Запись содержит D1-D4, части с 5 'по D5. |
Интроны группы II представляют собой большой класс самокаталитических рибозимов и мобильных генетических элементов, обнаруженных в генах всех трех доменов жизни. Активность рибозима (например, самосплайсинг ) может происходить в условиях высокого содержания соли in vitro. Однако для сплайсинга in vivo требуется помощь белков. В отличие от интронов группы I, вырезание интрона происходит в отсутствие GTP и включает образование лариата с точкой ветвления A-остатка, сильно напоминающей ту обнаруживается у лариатов, образовавшихся при сплайсинге ядерной пре-мРНК. Предполагается, что сплайсинг пре-мРНК (см. сплайсосома ) мог развиться из интронов группы II из-за аналогичного каталитического механизма, а также структурного сходства субструктуры домена V группы II с U6 / U2. расширенная мяРНК. Наконец, их способность сайт-специфичной мобилизации к новым сайтам ДНК была использована в качестве инструмента для биотехнологии.
Субструктура домена V, общая для интронов группы II и сплайсосомной РНК U6.Вторичная структура интронов группы II характеризуется шестью типичными структурами «стержень-петля», также называемыми доменами от I до VI (от DI до DVI или от D1 до D6). Домены исходят из центральной жилы, которая приближает 5 'и 3' стыковые соединения. Проксимальные спиральные структуры шести доменов соединены несколькими нуклеотидами в центральной области (линкерными или соединяющими последовательностями). Из-за своего огромного размера домен I был разделен на поддомены a, b, c и d. Были выявлены различия в последовательностях интронов группы II, которые привели к дальнейшему разделению на подгруппы IIA, IIB и IIC, а также различное расстояние выпуклого аденозина в домене VI (предполагаемая точка ветвления, образующая лариат) от 3'-сайт сплайсинга, а также включение или отсутствие структурных элементов, таких как координационная петля в домене I, который присутствует в интронах IIB и IIC, но не в IIA. Интроны группы II также образуют очень сложную третичную структуру РНК.
Интроны группы II содержат лишь очень мало консервативных нуклеотидов, и нуклеотиды, важные для каталитической функции, распределены по всей структуре интрона. Несколько строго консервативных первичных последовательностей представляют собой консенсус в 5 'и 3' сайтах сплайсинга (... ↓ GUGYG... и... AY ↓..., где Y представляет пиримидин ), некоторые нуклеотиды центрального ядра (соединяющие последовательности), относительно большое количество нуклеотидов DV и некоторые короткие участки последовательности DI. Непарный аденозин в DVI (отмечен звездочкой на рисунке и расположен на расстоянии 7 или 8 нуклеотидов от 3 'сайта сплайсинга) также является консервативным и играет центральную роль в процессе сплайсинга. 2'-гидроксил выпуклого аденозина атакует 5'-сайт сплайсинга, за которым следует нуклеофильная атака на 3'-сайт сплайсинга 3'-ОН расположенного выше экзона. Это приводит к разветвленному интрону-лариату, соединенному 2'-фосфодиэфирной связью в аденозине DVI.
Белковый аппарат необходим для сплайсинга in vivo, и дальнодействующие взаимодействия интрон-интрон и интрон-экзон важны для позиционирования сайта сплайсинга, а также для ряда третичных контактов между мотивами, включая взаимодействия петли поцелуев и тетрапетли с рецептором. В 2005 г. A. De Lencastre et al. обнаружили, что во время сплайсинга интронов группы II все реагенты предварительно организуются до начала сплайсинга. Сайт разветвления, оба экзона, каталитически важные области DV и J2 / 3 и ε-ε 'находятся в непосредственной близости до того, как произойдет первая стадия сплайсинга. В дополнение к областям выпуклости и триады AGC DV, линкерная область J2 / 3, ε-ε 'нуклеотиды и координационная петля в DI имеют решающее значение для архитектуры и функции активного сайта.
Первая кристаллическая структура интрона группы II была определена в 2008 году для каталитического интрона группы IIC Oceanobacillus iheyensis, а в 2014 году к ней присоединился интрон группы IIB Pylaiella littoralis (P.li.LSUI2). Были предприняты попытки смоделировать третичный структура других интронов группы II, таких как интрон группы IIB ai5γ, с использованием комбинации программ для картирования гомологии на известные структуры и моделирования de novo ранее неразрешенных областей. Группа IIC характеризуется каталитической триадой, состоящей из CGC, в то время как Группа IIA и Группа IIB составляют каталитическую триаду AGC, которая больше похожа на каталитическую триаду сплайсосомы. Считается, что группа IIC также меньше по размеру, более реактивна и более древняя. Первый шаг сплайсинга в интроне группы IIC осуществляется водой, и она формирует линейную структуру вместо лариата.
| Домен X | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | Domain_X | ||||||||
| Pfam | PF01348 | ||||||||
| Pfam клан | CL0359 | ||||||||
| InterPro | IPR024937 | ||||||||
| |||||||||
| интрон группы II, специфичный для зрелой фазы | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | GIIM | ||||||||
| Pfam | PF08388 | ||||||||
| Pfam клан | CL0359 | ||||||||
| InterPro | IPR013597 | ||||||||
| |||||||||
интроны группы II обнаружены в рРНК, тРНК и мРНК органеллы (хлоропласты и митохондрии) в грибах, растениях и протистах, а также в мРНК бактерий. Первым интроном, который был идентифицирован как отличный от группы I, был интрон группы IIB ai5γ, который был выделен в 1986 году из пре-мРНК транскрипта митохондриального гена oxi 3 Saccharomyces cerevisiae.
Подмножество группы II интроны кодируют основные белки сплайсинга, известные как кодируемые интронами белки или IEP, в интронных ORF. В результате длина этих интронов может достигать 3 т.п.н. Сплайсинг происходит почти так же, как сплайсинг ядерной пре-мРНК с двумя этапами переэтерификации, при этом на обоих этапах также используются ионы магния для стабилизации уходящей группы на каждом этапе, что привело некоторых к теоретизированию филогенетической связи между интронами группы II и ядерной сплайсосомой. Дальнейшие доказательства этой связи включают структурное сходство между соединением U2 / U6 сплайсосомной РНК и доменом V интронов группы II, который содержит каталитическую триаду AGC и большую часть сердца активного сайта, а также четность между консервативными 5 'и 3 'концевые последовательности.
Многие из этих IEP, включая LtrA, имеют общий домен обратной транскриптазы и «Домен X». Maturase K (MatK) является белок в некоторой степени похож на те белки, кодируемые интронами, обнаруженные в хлоропластах растений. Он необходим для сплайсинга интронов группы II in vivo и может быть обнаружен в хлоропластных интронах или в ядерном геноме. Его домен RT нарушен.
IEP группы II имеют общий консервативный домен, известный как «домен X» в органеллах или «GIIM» у бактерий, который не обнаруживается в прочие ретроэлементы. Домен X необходим для сплайсинга митохрондрий дрожжей. Этот домен может быть ответственным за распознавание и связывание интрона РНК или ДНК.
