СТРУКТУРНЫЕ ПЕРЕХОДЫ В ПОЛИАДЕНИЛОВОЙ КИСЛОТЕ: ВОЗМОЖНОЕ УЧАСТИЕ ЕЕ ДВУХСПИРАЛЬНЫХ ФОРМ В БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ
Зарудная М. И.
Институт молекулярной биологии и генетики Национальной академии наук Украины, 252143 Киев, Украина
Поли(А)-хвосты мРНК участвуют
во многих биологических процессах, таких, например, как деструкция
мРНК и инициация трансляции, но механизмы их функционирования
неизвестны. В связи с этим представляется целесообразным дальнейшее
исследование физико-химических свойств полиадениловой кислоты
и, в частности, ее конформационных перестроек. Для изучения структурных
переходов в поли(А) мы использовали два новых подхода: электрофорез
в агарозных гелях и метод протонной буферной емкости. Все известные
в литературе формы поли(А) - однонитевая, две различные двухспиральные
формы, а также "замороженная" форма (наши обозначения
этих форм: S, D2H, D3H и F) - регистрируются
методом электрофореза. Показано, что D3H-форма имеет
меньший коэффициент трения, чем D2H-форма, а F-форма
представляет собой объемистую структуру. Предложенa модель образования
"замороженной" формы поли(А). Методом протонной буферной
емкости показано, что D3H-форма поли(А) образуется
в две стадии, первая из которых является высококооперативным процессом.
Подтверждено предположение о конформационном изменении D2H-формы
при pH ~5.
Конформационные переходы в поли(А) вызываются протонированием
аденина по положению N1. Поскольку в клетке протонирование аденина
в РНК может быть вызвано локальным изменением рН, метилированием
нуклеозидных остатков, а также взаимодействием РНК с белками,
мы предположили что при определенных условиях в клеточных РНК
могут образовываться двойные олиго(А)-спирали и предложили модели
возможного участия поли(А)-хвостов мРНК в форме двойных спиралей
в таких процессах, как терминация полиаденилирования, саморегуляция
синтеза РАВ и инициация трансляции. В настоящее время еще нет
экспериментального подтверждения функционирования в клетке двойных
олиго(А)-спиралей. Предполагается только, что ELAV-подобные белки
узнают вторичную или третичную структуру поли(А). Эти белки стабилизируют
ARE-содержащие мРНК, но механизм их действия неизвестен. Мы предполагаем,
что в основе механизма стабилизации лежит процесс образования
внутренней двойной олиго(А)-спирали в поли(А)-хвосте мРНК под
действием ELAV-подобного белка. Такая спираль будет устойчива
к действию поли(А)-нуклеазы.