kwartalnik "Edukacja Biologiczna i Środowiskowa"

ISSN 1643-8779



"Edukacja Biologiczna i Środowiskowa" 2017/3, 3-11

« « « 2017/3

Kliknij tę ikonę, by obejrzeć artykuł we Flashu (plik pdf) | należy odczekać do momentu, aż plik załaduje się w całości, a następnie obracać strony strzałkami klawiatury (w prawo i w lewo) lub chwycić myszką za górny róg i przeciągnąć stronę

Ewelina Kachnowska, Adam Tylicki

Ryboprzełączniki w regulacji metabolizmu komórek

Abstrakt:

W toku ewolucji środowisko i jego zasoby uległy szeregowi zmian, co przełożyło się na stopień zróżnicowania organizmów żywych. Konieczność optymalizacji budżetów energetycznych konkurujących organizmów leży u podstawy mechanizmów pozwalających na eksploatację zasobów środowiska. Przykładem takich mechanizmów są ryboprzełączniki RNA. Ryboprzełączniki są to sekwencje nukleotydowe w rejonie UTR mRNA regulujące ekspresję genów na poziomie transkrypcji lub translacji, zarówno jako aktywatory, jak i represory. Mechanizm działania ryboprzełączników polega na zmianie ich konformacji przestrzennej w wyniku związania ligandu, co powoduje najczęściej zahamowanie ekspresji genów związanych z biosyntezą lub transportem tego ligandu. Wysoka specyficzność względem ligandu jest istotną cechą ryboprzełączników. Ryboprzełączniki powszechnie występują u mikroorganizmów (bakterie i grzyby) oraz u roślin. Sekwencje RNA działające na podobnej zasadzie nie będące de facto ryboprzełącznikami opisano również u człowieka. Dotąd poznano przełączniki RNA uczestniczące głównie w regulacji metabolizmu witamin, aminokwasów, nukleotydów i jonów. Obecnie ryboprzełączniki mogą być celem dla nowych leków przeciwbakteryjnych i przeciwgrzybowych. Postuluje się również syntezę sztucznych ryboprzełączników, które miałyby hamować replikację chorobotwórczych wirusów.

Riboswitches in regulation of cell metabolism

Abstract:

In the course of evolution, both the environment and the resources have undergone a series of changes, which influenced the degree of organisms differentiation. The necessity of optimization of energy budgets of competing organisms was the basis of adaptations allowing the proper use of environmental resources. One of the representatives of the aforementioned adaptations are RNA riboswitches. RNA riboswitches are nucleotide sequences in the UTR region of the mRNA that regulate gene expression at transcription or translation level, as either activators or repressors. The mechanism of action of the riboswitches based on their spatial conformation changes in response to binding a ligand, and, in most cases, inhibition of enzyme biosynthesis associated with ligand endogenous production or transportation. High ligand specificity is an important feature of riboswitches. These structures are present in microorganisms such as bacteria and fungi as well as in plants. Riboswitch-like sequences have also been described in human RNA. First described RNA switches have been shown to regulate the metabolism of vitamins and amino acids. Currently, riboswitches are used as the targets for new antimicrobial and antifungal drugs. It is postulated that the synthesis of artificial riboswitches could be beneficial to inhibit the replication of human viruses.

Key words: gene expression, metabolism regulation, transcription, translation, UTR


"Edukacja Biologiczna i Środowiskowa" 2017/3, pp. 3-11