Degradation of RNA in

bacteria: comparison of

mRNA and stable RNA

Nuc

leic

Aci

ds R

esea

rch,

200

6, V

ol. 3

4, N

o. 2

659

–666

Uni

vers

ity o

f Mia

mi S

choo

l of M

edic

ine

Degradación del RNA RNasas Análisis de mutantes en las rutas

catabólicas.

mRNA RNA estable

Maduración de RNA

Introduction

No contienen maquinaria especializada para la degradación de RNAs. RNasaEspecificidad del sustrato

Se enfatizan las similitudes entre la cantidad de mRNA y la eliminación de RNAs estables durante el estrés o control de calidad, también como la maquinaria degradativa puede aplicarse con la maduración de RNA.

Degradación del RNA

Metabolismo del RNA

Determinación de RNAs

Degradación del mRNA Degradación del RNA

estable (tRNA/ rRNA )

•Condiciones de estrés• Control de calidad

mRNA DecayInestabilidad del mRNA

identificado múltiples cis -que actúan características estructurales dentro del propio mensaje

RNasas específicos que

Contribuyen a las estabilidades relativas de mRNA

La traducibilidad de un mensaje particular, determinado por la fuerza de su secuencia Shine-Dalgarno influyen en la extensión de la carga ribosoma también afectan a la rapidez con que un mRNA se degrada

Considerando el decaimiento del mRNA, este es usado para distinguir entre factores que influyen en la iniciación de los procesos que estos últimos guían para completar el rompimiento de los mensajes a mononucleótidos, aunque desde intermediarios raramente acumulados, es probable que las dos fases de la degradación están estrechamente acopladas.

En Escherichia coli , el inicio de la degradación del mRNA es principalmente debido al ataque endonucleolítico, mediada por RNasa E

La acción de RNasa E es favorecida por un término 5’que lleva un residuo de monofosfato, y la escisión usualmente ocurre en regiones ricas en AU con estructura secundaria pequeña.

RNasa GRnasa IIIRNasa P

Componentes:

Extracción de mARN

Exonucleasas: PNPasaRNasa IIRNasa R

Stable RNA DegradationtRNA y rRNA 98%

No se degrada durante el crecimiento exponencial (Protección de ribosomas)

Se degrada bajo ciertas condiciones fisiológicas o estrésoInanición PNPase no C oFase estacionaria o una disminución nutricional rRNA

Escisión endonucleolitica

Exonucleasa

Mononucleótidos

Agentes que modifican la permeabilidad de la membrana

Estabilizan el ribosomaRNAsa I en el citoplasma celular

Procesos de control de calidad que operan durante el curso del metabolismo

RNA Maduration

RNAs estables Procesados a su forma madura Realicen su función

Múltiples RNasas

En E. coli un numero de vías de maduración son ahora bastante bien definidas.

RNAs individuales

Remover secuencias terminales extrañas

Exposición termino5’ y 3’ maduros

Con que fin

Eliminación de nucleótidos

Modificación de las bases

Adición de nucleótidos

Escisión de diferentes secuencias de RNA

Reacciones de maduración incluyen:

Endonucleasas- Degradan el RNA a partir de extremo 5’ o 3’

Exonuclesas- Cortan enlaces fosfodiéster en el interior de la molécula

Grupos fosfato terminales

The cell can produce adequate quantities of ribosomal RNAs because it contains multiple copies of the rRNA genes that code for ribosomal RNAs (rRNAs).

Even E. coli needs seven copies of its rRNA genes to meet the cell’s need for ribosomes.

Precursor tRNAs, which are then trimmed to produce the mature tRNA.

Cut-and-paste mechanism

rRNA tRNA

Precursores de cadena larga Contienen secuencias nucleotidicas adicionales en ambos extremos.Intrones en la región anticodon

Corte de pre- rRNA Extenciones 5’ y 3’ más corto

Pequeñas partículas ribonucleoproteícas nucleolares (snoRNP)

Ribonucleasa P

Metilación de los N del anillo de la base

Elimina la extención 5’ (endonuc)

Endo 5’-Rnasa E yGExo 3’- Rnasa T

Eliminación exonucleolitica del extremo 3’ con síntesis del extremo CCA (nucleotidiltransferasa)

Esencial aminoácidos

RNase II and RNase D or Rnase BN

Exoribonucleasa

Metilación de los N del anillo de la baseEndoribonucleasa

Nucleotidiltrasferasa

Exoribonucleasa

• En B. subtilis el procesamiento 3 ‘ los precursores de tARN es diferente.

• En este organismo solamente cerca de 2/3 de los tARN tienen su secuencia codificada -CCA.

• Precursores de estos tRNA se maduran exonucleoticamente utilizando Rnasa PH para eliminar los últimos nucleótidos adyacentes a la CCA-( B. subtilis no contiene una RNasa T).

• Otros exoribonucleases redundantes contribuir a la reducción del remolque 3 ', pero al parecer no participan en los pasos finales de recorte.

mRNA Decay and Stable RNA Degradation

• E. coli también posee una RNasa Z ortholog, BN Rnasa. Esta enzima es necesaria para la maduración de la 3 'termino de cuatro precursores de ARNt bacteriófago T4 que carecen de un motivo codificado-CCA pero como todas las E. coli tRNAs codificar la CCA-, su función en las células no infectadas no está claro.

• Como se señaló anteriormente, BN RNasa puede procesar E. coli tRNA precursores in vivo cuando RNasas T, PH, D y II están ausentes, pero es muy deficiente.

• E.coli RNasa BN es inusual, ya que su función como una exo-o endoribonuclease in vitro.

• Sin embargo, es el modo de acción sobre los precursores de tRNA in vivo todavía no ha sido comprobada.

• Comparison decaimiento de mRNA y dedegradación de RNA estable

Comparación de ARNm estable y la degradación del ARN y la maduración del ARN en E. coli. es iniciales durante la descomposición de ARNm o la maduración de ARNr y ARNt se llevan a cabo por las RNasas endoribonucleases, E, G, III y P, aunque dependiendo del proceso, una diferente enzima puede servir a la función principal. La enzima (s) responsable de la generación de fragmentos de ARN estable no es (son) conocido.

Terminal degradación de los compuestos intermedios de descomposición de ARNm utiliza los exoribonucleases procesivas RNasas, II, I o PNPase, seguido por oligoribonuclease (ORN) para eliminar los 5 'de los oligonucleótidos terminales. Estable la degradación del ARN también utiliza RNasa R o PNPase, pero los papeles de RNasa II y ORN aún no ha sido demostrado. Cuando se conoce, la maduración de la 3 'terminales de tRNAs y rRNAs algunos usos RNasas T o F, pero para el ARNr 16S, la 3' maturase no ha sido identificado.

mRNA Degradation and RNA Maduration

Significante relación en las RNasas

**EndoribonucleasasRNasas E, G, III and P contribuyen al decaimiento del mRNA y la maduración de RNAs estables.

**Exoribonucleasas

Degradación PNPasa, RNasa II and RNasa R

MaduraciónRNasa T, RNasa PH and RNasa D.

GRACIAS