mRNA स्थायित्व और स्थानिकीकरण क्या है? — जीवविज्ञान

परिभाषा 2.11 विश्वविद्यालय जीवविज्ञान — वर्ष 3 · अध्याय 2 — अकूटलेखी RNA और अनुलेखनोत्तर नियमन

किसी संदेशवाहक का अर्ध-आयु काल मिनटों से दिनों तक होता है और उसके 3 $'$ अननुवादित क्षेत्र के अवयव उसे तय करते हैं। साइटोकाइनों, वृद्धि कारकों और आद्य-कर्कट जीनों के संदेशवाहकों में AU-समृद्ध अवयवों (AUUUA पुनरावृत्तियों) से ऐसे प्रोटीन बँधते हैं जो अपऐडीनिलेज़ बुलाते हैं और $10\text{ से }30\,\mathrm{min}$ का अर्ध-आयु काल देते हैं, ताकि अनुलेखन का एक स्फुरण प्रोटीन का एक स्फुरण दे और उससे अधिक कुछ नहीं; उन्हें हटाने वाले उत्परिवर्तन अति-अभिव्यक्ति और, कुछ आद्य-कर्कट जीनों के लिए, कर्कट पैदा करते हैं। स्थानिकीकरण अवयव, प्रायः संरचित, ऐसे संयोजकों से बँधते हैं जो संदेशवाहक को किसी मोटर से जोड़ देते हैं: bicoid और oskar संदेशवाहक सूक्ष्मनलिकाओं पर डाइनीन और काइनेसिन से मक्खी के अंडे के दोनों ध्रुवों तक ले जाए जाते हैं, $\beta$ -ऐक्टिन संदेशवाहक किसी तंतुकोरक के अग्रणी किनारे तक, और सूत्रयुग्मी प्रोटीनों के संदेशवाहक द्रुमिकाओं में, जहाँ माँग पर उनका अनुवादन होता है। लौह-अनुक्रियक अवयव (IRE), एक दंड–फंदा जिससे लोहा दुर्लभ होने पर लौह-नियामक प्रोटीन IRP1 और IRP2 बँधते हैं, दो स्थानों से दो उलटे काम करता है: फ़ेरिटिन संदेशवाहक के 5 $'$ अननुवादित क्षेत्र में बँधा IRP राइबोसोम को रोकता है; ट्रांसफ़ेरिन ग्राही के संदेशवाहक के 3 $'$ अननुवादित क्षेत्र में बँधा IRP अनुलेख को किसी न्यूक्लिएज़ से बचाता है।

लौह-अनुक्रियक अवयव। लोहा कम हो तो लौह-नियामक प्रोटीन IRE हेयरपिनों से बँधता है: फ़ेरिटिन संदेशवाहक के 5' सिरे पर वह अनुवादन रोकता है, ट्रांसफ़ेरिन ग्राही के संदेशवाहक के 3' सिरे पर वह किसी न्यूक्लिएज़ को रोकता है। लोहा अधिक हो तो प्रोटीन दोनों को छोड़ देता है: फ़ेरिटिन बनता है, ग्राही का संदेशवाहक क्षय हो जाता है। — लौह-अनुक्रियक अवयव। लोहा कम हो तो लौह-नियामक प्रोटीन IRE हेयरपिनों से बँधता है: फ़ेरिटिन संदेशवाहक के 5 $'$ सिरे पर वह अनुवादन रोकता है, ट्रांसफ़ेरिन ग्राही के संदेशवाहक के 3 $'$ सिरे पर वह किसी न्यूक्लिएज़ को रोकता है। लोहा अधिक हो तो प्रोटीन दोनों को छोड़ देता है: फ़ेरिटिन बनता है, ग्राही का संदेशवाहक क्षय हो जाता है।

उदाहरण

उदाहरण 2.12 (लोहा, एक ही हेयरपिन से पढ़ा गया)

लोहा कम हो तो IRP दोनों संदेशवाहकों से बँधता है: भंडारण-प्रोटीन फ़ेरिटिन का अनुवादन नहीं होता, और लोहा आयात करने वाला ट्रांसफ़ेरिन ग्राही स्थिर तथा प्रचुर रहता है — कोशिका कम भंडारण करती है और अधिक आयात। लोहा अधिक हो तो वह IRP1 को ऐकोनिटेज़ में बदल देता है (वह एक लौह–गंधक गुच्छ ले लेता है और अपनी RNA-आसक्ति खो देता है) और IRP2 का अपघटन चालू कर देता है: फ़ेरिटिन का अनुवादन होता है, ग्राही का संदेशवाहक मिनटों में क्षय हो जाता है, और कोशिका अधिक भंडारण करती है तथा कम आयात। अनुलेखन में कोई बदलाव नहीं चाहिए। फ़ेरिटिन IRE में ऐसा बिंदु उत्परिवर्तन जो IRP का बंधन रोक दे, अनवरत फ़ेरिटिन संश्लेषण और वंशागत अतिफ़ेरिटिनरक्तता–मोतियाबिंद संलक्षण पैदा करता है।

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