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Y RNA

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Y RNA
Y RNA的预想二级结构以及保守序列
识别符
代号 Y_RNA
Alt.代号 Y1; Y2; Y3; Y5
Rfam RF00019
其他数据
RNA类型 基因
域 真核生物

Y RNA系一种短非编码RNA。它是Ro60核糖核蛋白颗粒的组分之一[1]。在全身性红斑狼疮患者体内，它是患者自身抗体的攻击目标之一[2]。Y RNA对DNA复制来说至关重要，因为它们能与染色质和起始点识别复合物相互作用[3][4]。

结构

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推测Y RNA的5'和3'端会折叠形成一个保守的茎形结构。已确认Y RNA有一个单胞嘧啶（C）突出，这个突出对Y RNA与Ro蛋白的结合至关重要[5][6][7]。

功能

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目前，已知Y RNA有两大功能：一，抑制Ro60；二，作为DNA复制的一种起始因子。失去了保守的与Ro60蛋白的结合位点的突变人类Y RNA仍然能参与DNA复制[3]，这说明与Ro蛋白结合以及启动DNA复制是Y RNA的两种互不相干的功能。尽管Y RNA的衍生小型RNA大小与微RNA相当，但是它们却和微RNA在功能上却毫无关系[8]。

图中，自身抗原Ro（标成白色）与Y RNA（标成红色）的双链区末端结合。另外，还有一条单链RNA（标成蓝色）（PDB: 1YVP [1]） （页面存档备份，存于互联网档案馆）[5]

Ro60抑制

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在自由状态下，Ro蛋白质会与一系列的折叠错误的RNA结合，比如折叠错误的5SrRNA，这被认为是（RNA）品质控制机制的一种[9]。与Y RNA或另外的RNA结合的Ro复合物的晶体结构显示，Ro蛋白质与单链RNA的3'端的结合特异性相对较低。但Y RNA与Ro蛋白质还会在另一位点发生特异性结合，且该结合能调控Ro复合物与其他RNA的结合[5]。在Deinococcus中，自由状态下的Ro蛋白亦与参与23SrRNA的成熟过程[10]。在该物种中，造成Y RNA缺失的突变并不致死，Y RNA在不与Ro蛋白结合时会不稳定[10]。

启动DNA复制

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人类的Y RNA对DNA复制是不可或缺的[3]。通过生物化学上的分离和重构实验，人们已证明，在体外培养（in vitro）的脊椎动物细胞的核中，Y RNA对染色体DNA的复制是必不可少的[3]。如果对体外细胞或体内（in vivo）细胞中的Y RNA进行特异性降解的话，那么DNA复制会被抑制[3]。科学家认为Y RNA通过作同时与染色质和与复制启动相关的蛋白（包括起始识别复合体）结合的中间体发挥作用[4]。

人类病理学中应用

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Y RNA在一些人类肿瘤中处于过度表达状态，且为细胞增殖所必需[11]。Y染色体的与微RNA大小相近的小型分解产物可能与自体免疫病等病症有关[12]。

分布

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已在真核细胞与细菌中发现了被推定为Y RNA和Ro蛋白质的物质[6][13]。人类应有4种Y RNA，分别是hY1、hY3、hY4，以及hY5[13]。另外，人体内也有很多与Y RNA相关的假基因。秀丽隐杆线虫（C. elegans）则有1种Y RNA，名为CeY RNA。该生物体内许多sbRNA也被认为可能与Y RNA同源[14][15]。抗辐射奇异球菌（Deinococcus radiodurans）编码一种与Ro蛋白同源的蛋白质，名为rsr（Ro sixty related，意为第六个与Ro有关的）。用UV灯对该菌进行照射，可以诱导编码rsr的基因的表达。在该情况下，抗辐射奇异球菌的菌体内至少会出现4种短RNA，其中一种RNA似乎与Y RNA具有同源性[16]。

参考

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  1. ^ Y RNAs: recent developments. Adam E. Hall, Carly Turnbull, Tamas Dalmay. Biomolecular Concepts. 2013 January; 4(2):103-110. doi:10.1515/bmc-2012-0050.
  2. ^ Lerner, MR; Boyle JA; Hardin JA; Steitz JA. Two novel classes of small ribonucleoproteins detected by antibodies associated with lupus erythematosus. Science. 1981, 211 (4480): 400–402. PMID 6164096. doi:10.1126/science.6164096. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 Christov CP, Gardiner TJ, Szüts D, Krude T. Functional Requirement of Noncoding Y RNAs for Human Chromosomal DNA Replication. Mol. Cell. Biol. 2006, 26 (18): 6993–7004. PMC 1592862 可免费查阅. PMID 16943439. doi:10.1128/MCB.01060-06. 
  4. ^ 4.0 4.1 Zhang, AT; Langley, AR; Christov, CP; Kheir, E; Shafee, T; Gardiner, TJ; Krude, T. Dynamic interaction of Y RNAs with chromatin and initiation proteins during human DNA replication.. Journal of Cell Science. Jun 15, 2011, 124 (Pt 12): 2058–69. PMC 3104036 可免费查阅. PMID 21610089. doi:10.1242/jcs.086561. 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 Stein, AJ; Fuchs G; Fu C; Wolin SL; Reinisch KM. Structural insights into RNA quality control: The Ro autoantigen binds misfolded RNAs via its central cavity. Cell. 2005, 121 (4): 529–537. PMC 1769319 可免费查阅. PMID 15907467. doi:10.1016/j.cell.2005.03.009. 
  6. ^ 6.0 6.1 Teunissen SW, Kruithof MJ, Farris AD, Harley JB, Venrooij WJ, Pruijn GJ. Conserved features of Y RNAs: a comparison of experimentally derived secondary structures. Nucleic Acids Res. 2000, 28 (2): 610–9. PMC 102524 可免费查阅. PMID 10606662. doi:10.1093/nar/28.2.610. 
  7. ^ Green, CD; Long KS; Shi H; Wolin SL. Binding of the 60-kDa Ro autoantigen to Y RNAs: evidence for recognition in the major groove of a conserved helix. RNA. 1998, 4 (7): 750–765. PMC 1369656 可免费查阅. PMID 9671049. doi:10.1017/S1355838298971667. 
  8. ^ Biogenesis of Y RNA-derived small RNAs is independent of the microRNA pathway. Francisco Esteban Nicolas, Adam E. Hall, Tibor Csorba, Carly Turnbull, Tamas Dalmay. FEBS Letters. 2012 April; 586(8):1226-1230. doi:10.1016/j.febslet.2012.03.026.
  9. ^ Reinisch, KM; Wolin SL. Emerging themes in non-coding RNA quality control. Current Opinion in Structural Biology. 2007, 17 (2): 209–214. PMID 17395456. doi:10.1016/j.sbi.2007.03.012. 
  10. ^ 10.0 10.1 Chen X, Wurtmann EJ, Van Batavia J, Zybailov B, Washburn MP, Wolin SL. An ortholog of the Ro autoantigen functions in 23S rRNA maturation in D. radiodurans. Genes Dev. 2007, 21 (11): 1328–39. PMC 1877746 可免费查阅. PMID 17510283. doi:10.1101/gad.1548207. 
  11. ^ Christov CP, Trivier E, Krude T. Noncoding human Y RNAs are overexpressed in tumours and required for cell proliferation. Br. J. Cancer. March 2008, 98 (5): 981–8. PMC 2266855 可免费查阅. PMID 18283318. doi:10.1038/sj.bjc.6604254. 
  12. ^ Are the Ro RNP-associated Y RNAs concealing microRNAs? Y RNA-derived miRNAs may be involved in autoimmunity. Verhagen AP, Pruijn GJ. Bioessays. 2011 Sep;33(9):674-82. doi:10.1002/bies.201100048
  13. ^ 13.0 13.1 Perreault J, Perreault JP, Boire G. Ro-associated Y RNAs in metazoans: evolution and diversification. Mol. Biol. Evol. 2007, 24 (8): 1678–89. PMID 17470436. doi:10.1093/molbev/msm084. 
  14. ^ Van Horn, DJ; Eisenberg D; O'Brien CA; Wolin SL. Caenorhabditis elegans embryos contain only one major species of Ro RNP. RNA. 1995, 1 (3): 293–303. PMC 1369082 可免费查阅. PMID 7489501. 
  15. ^ Boria I, Gruber AR, Tanzer A, et al. Nematode sbRNAs: Homologs of Vertebrate Y RNAs. J Mol Evol. March 2010, 70 (4): 346–58. PMID 20349053. doi:10.1007/s00239-010-9332-4. 
  16. ^ Chen, X; Quinn AM; Wolin SL. Ro ribonucleoproteins contribute to the resistance of Deinococcus radiodurans to ultraviolet irradiation. Genes Dev. 2000, 14 (7): 777–782. PMC 316496 可免费查阅. PMID 10766734. doi:10.1101/gad.14.7.777. 

外部链接

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