Xác định Nguyên tố Phản ứng với Sắt cho Điều hòa Dịch mã ARN Thông tin Ferritin của Con người

American Association for the Advancement of Science (AAAS) - Tập 238 Số 4833 - Trang 1570-1573 - 1987
Matthias W. Hentze1, S. Wright Caughman1, Tracey A. Rouault1, Javier Garcia Barriocanal1, Andrew Dancis1, Joe B. Harford1, Richard D. Klausner1
1Cell Biology and Metabolism Branch, National Institute of Child Health and Human Development, Bethesda, MD 20892.

Tóm tắt

Quy định dịch mã của ARN thông tin cung cấp một cơ chế quan trọng để kiểm soát biểu hiện gene. Sự tổng hợp sinh học của protein lưu trữ sắt nội bào ferritin được điều hòa dịch mã bởi sắt. Một phần tử hoạt động cis vừa cần thiết vừa đủ cho quá trình điều hòa dịch mã này có mặt trong vùng đầu không được dịch mã 5′ của ARN thông tin chuỗi H ferritin của con người. Trong báo cáo này, nguyên tố phản ứng với sắt (IRE) đã được xác định thông qua phân tích loại bỏ. Hơn nữa, một oligodeoxynucleotide tổng hợp đã được chứng minh có thể chuyển quy định của sắt cho một cấu trúc mà nếu không sẽ không thể đáp ứng với sắt. IRE đã được bảo tồn cao và tồn tại trước sự phân rõ tiến hóa giữa loài lưỡng cư, chim và người. IRE có thể được chứng minh hữu ích cho việc thiết kế các hệ thống biểu hiện được điều hòa dịch mã.

Từ khóa

#Dịch mã #ARN thông tin #Quy định dịch mã #Ferritin #Nguyên tố phản ứng với sắt #Điều hòa gene #Sinh học phân tử #Tiến hóa #Bảo tồn.

Tài liệu tham khảo

Brown, A. J., Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 80: 1265 (1983).

CHEN, E. Y., DNA-A JOURNAL OF MOLECULAR & CELLULAR BIOLOGY 4: 165 (1985).

DICKEY, L.F., DIFFERENCES IN THE REGULATION OF MESSENGER-RNA FOR HOUSEKEEPING AND SPECIALIZED-CELL FERRITIN - A COMPARISON OF 3 DISTINCT FERRITIN COMPLEMENTARY DNAS, THE CORRESPONDING SUBUNITS, AND IDENTIFICATION OF THE 1ST PROCESSED PSEUDOGENE IN AMPHIBIA, JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 262: 7901 (1987).

DIDSBURY, J.R., MULTIPLE RED-CELL FERRITIN MESSENGER-RNAS, WHICH CODE FOR AN ABUNDANT PROTEIN IN THE EMBRYONIC-CELL TYPE, ANALYZED BY CDNA SEQUENCE AND BY PRIMER EXTENSION OF THE 5'-UNTRANSLATED REGIONS, JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 261: 949 (1986).

ENDO, T, 3 TYPES OF MUSCLE-SPECIFIC GENE-EXPRESSION IN FUSION-BLOCKED RAT SKELETAL-MUSCLE CELLS - TRANSLATIONAL CONTROL IN EGTA-TREATED CELLS, CELL 49: 515 (1987).

GEBALLE, A.P., A CIS-ACTING ELEMENT WITHIN THE 5' LEADER OF A CYTOMEGALOVIRUS BETA-TRANSCRIPT DETERMINES KINETIC CLASS, CELL 46: 865 (1986).

GORMAN, C.M., RECOMBINANT GENOMES WHICH EXPRESS CHLORAMPHENICOL ACETYLTRANSFERASE IN MAMMALIAN-CELLS, MOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY 2: 1044 (1982).

HENTZE, M.W., A CIS-ACTING ELEMENT IS NECESSARY AND SUFFICIENT FOR TRANSLATIONAL REGULATION OF HUMAN FERRITIN EXPRESSION IN RESPONSE TO IRON, PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 84: 6730 (1987).

HENTZE, M.W., CLONING, CHARACTERIZATION, EXPRESSION, AND CHROMOSOMAL LOCALIZATION OF A HUMAN FERRITIN HEAVY-CHAIN GENE, PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 83: 7226 (1986).

HENTZE M.W. unpublished data.

KOZAK, M, INFLUENCES OF MESSENGER-RNA SECONDARY STRUCTURE ON INITIATION BY EUKARYOTIC RIBOSOMES, PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 83: 2850 (1986).

LEIBOLD, E.A., CHARACTERIZATION AND EVOLUTION OF THE EXPRESSED RAT FERRITIN LIGHT SUBUNIT GENE AND ITS PSEUDOGENE FAMILY - CONSERVATION OF SEQUENCES WITHIN NONCODING REGIONS OF FERRITIN GENES, JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY 262: 7335 (1987).

Maniatis T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual (1982).

10.1126/science.3296191

MCGARRY, T.J., THE PREFERENTIAL TRANSLATION OF DROSOPHILA HSP70 MESSENGER-RNA REQUIRES SEQUENCES IN THE UNTRANSLATED LEADER, CELL 42: 903 (1985).

MUELLER, P.P., MULTIPLE UPSTREAM AUG CODONS MEDIATE TRANSLATIONAL CONTROL OF GCN4, CELL 45: 201 (1986).

MUNRO, H.N., FERRITIN - STRUCTURE, BIOSYNTHESIS, AND ROLE IN IRON-METABOLISM, PHYSIOLOGICAL REVIEWS 58: 317 (1978).

PELLETIER, J, INSERTION MUTAGENESIS TO INCREASE SECONDARY STRUCTURE WITHIN THE 5' NONCODING REGION OF A EUKARYOTIC MESSENGER-RNA REDUCES TRANSLATIONAL EFFICIENCY, CELL 40: 515 (1985).

RICE, D.W., STRUCTURE FUNCTION I: 11 (1983).

ROGERS, J, TRANSLATION OF FERRITIN LIGHT AND HEAVY SUBUNIT MESSENGER-RNAS IS REGULATED BY INTRACELLULAR CHELATABLE IRON LEVELS IN RAT HEPATOMA-CELLS, PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 84: 2277 (1987).

ROUAULT, T.A., INFLUENCE OF ALTERED TRANSCRIPTION ON THE TRANSLATIONAL CONTROL OF HUMAN FERRITIN EXPRESSION, PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 84: 6335 (1987).

10.1073/pnas.74.12.5463

SANTORO, C, CLONING OF THE GENE CODING FOR HUMAN L-APOFERRITIN, NUCLEIC ACIDS RESEARCH 14: 2863 (1986).

SELDEN, R.F., HUMAN GROWTH-HORMONE AS A REPORTER GENE IN REGULATION STUDIES EMPLOYING TRANSIENT GENE-EXPRESSION, MOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY 6: 3173 (1986).

STEVENS, P.W., STRUCTURE AND EXPRESSION OF THE CHICKEN FERRITIN H-SUBUNIT GENE, MOLECULAR AND CELLULAR BIOLOGY 7: 1751 (1987).

THEIL, E.C., FERRITIN - STRUCTURE, GENE-REGULATION, AND CELLULAR FUNCTION IN ANIMALS, PLANTS, AND MICROORGANISMS, ANNUAL REVIEW OF BIOCHEMISTRY 56: 289 (1987).

WERNER, M, THE LEADER PEPTIDE OF YEAST GENE-CPA1 IS ESSENTIAL FOR THE TRANSLATIONAL REPRESSION OF ITS EXPRESSION, CELL 49: 805 (1987).

ZAGURSKY, R.J., RAPID AND EASY SEQUENCING OF LARGE LINEAR DOUBLE-STRANDED DNA AND SUPERCOILED PLASMID DNA, GENE ANALYSIS TECHNIQUES 2: 89 (1985).

ZAHRINGER, J, NOVEL MECHANISM FOR TRANSLATIONAL CONTROL IN REGULATION OF FERRITIN SYNTHESIS BY IRON, PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 73: 857 (1976).

ZUKER, M, OPTIMAL COMPUTER FOLDING OF LARGE RNA SEQUENCES USING THERMODYNAMICS AND AUXILIARY INFORMATION, NUCLEIC ACIDS RESEARCH 9: 133 (1981).