De 5S ribosomalt RNA ( rRNA 5S ) er en af den lille ribosomale RNA udgør både den store 50S subunit af ribosomer af prokaryoter som store underenhed 60S ribosomer Cytosol af eukaryot . På den anden side er den fraværende fra mitokondrie ribosomer hos svampe og dyr . Hos mennesker består det af 121 nukleotider .
Med en molekylvægt på omkring 40 kDa er 5S rRNA et relativt lille RNA . Dens sekundære struktur er etableret og består af fem spiraler, fire løkker og et hængsel, der danner en Y-struktur. I genomet af eukaryoter samles 5S rDNA- generne ved tandem-gentagelser. Antallet af disse gener varierer fra art til art .
De fem spiraler er nummereret fra I til V, mens hængslet og de fire løkker er identificeret fra A til E: sløjfer C og D er stamme-løkke, mens sløjfer B og E er interne, og løkke A danner hængslet.
Helix III har to rester af adenin, der er meget konserveret. Fylogenetiske undersøgelser viser, at helix I og III sandsynligvis er meget gamle.
Anvendelsen af flere molekylære undersøgelsesteknikker, herunder immunhistokemisk farvning , intermolekylær tværbinding og røntgenkrystallografiteknikker , har gjort det muligt med stor præcision at bestemme lokaliseringen af 5S rRNA inden for den store sub-ribosomale enhed. Selve denne underenhed består af to ribosomale RNA'er i prokaryoter - 5S rRNA og 23S rRNA - og tre i eukaryoter - 5S rRNA, 5.8S rRNA og 28S rRNA. - som forskellige proteiner er forbundet med .
I prokaryoter viser den tredimensionale struktur af den store ribosomale underenhed en relativt glat overflade og modsat en overflade, der omfatter tre fremspring, kaldet fremspring L1 , central fremspring og stang L7 / L12 . L1-fremspringet og L7 / L12-stangen er anbragt sideværts og omgiver den centrale fremspring, hvis dannelse og struktur er baseret på 5S rRNA . Den store ribosomale underenhed af prokaryoter indeholder også 23S rRNA såvel som adskillige ribosomale proteiner , herunder proteinerne L5, L18, L25 og L27.
Den nøjagtige rolle for 5S ribosomalt RNA er endnu ikke klar. En 5S rRNA-mangel har en mere udtalt skadelig virkning på E. coli- celler end deletionen af andre gener, såsom dem for 16S rRNA fra den lille underenhed eller 23S rRNA fra den store underenhed. -Enhed . Celler, der mangler 5S rRNA, har en lavere kapacitet til at producere proteiner , mens krystallografiske undersøgelser af funktionelle ribosomer viser, at proteiner, der binder til 5S rRNA såvel som den centrale fremspring i den store underenhed af ribosomet, kunne spille en rolle i bindingen af transfer-RNA'et. til ribosomet.
Derudover har den topografiske nærhed mellem 23S rRNA og 5S rRNA, som udgør to katalytiske centre, der er aktive på ribosomet med peptidyltransferase og GTPase-aktivitet , ført til hypotesen om, at 5S rRNA kan fungere som en mediator. Koordinering af de forskellige funktionelle centre i ribosomet . De tredimensionelle studier ved krystallografi har også vist, at komplekset mellem de ribosomale proteiner og 5S rRNA såvel som andre komponenter i den centrale fremspring i den store underenhed af ribosomet også kunne spille en rolle i dannelsen af bindinger mellem underenhederne som såvel som med transfer-RNA- bindingsstederne .
5S rRNA fra eukaryoter er produceret af RNA polymerase III hvorimod de fleste andre eukaryote ribosomalt RNA spaltning fra en precursor-45S fremstillet af RNA-polymerase I . Det har vist sig, at i oocytterne fra Xenopus (kløet Cape) binder fingrene 4 til 7 af de ni zinkfingre af transkriptionsfaktoren TFIIIA til den centrale region af 5S rRNA: denne interaktion tillader begge at undertrykke den overdrevne transkription af 5S rDNA gener og stabilisere deres transkriptionsprodukt, indtil de anvendes til ribosomsamling.
Samling af eukaryote ribosomer er en kompleks proces, der involverer fire forskellige ribosomale RNA'er og mere end 80 proteiner . Mens biogenesen af de andre ribosomale RNA'er, der udgør 60S og 40S ribosomale underenheder, begynder i nucleoli gennem transkription under indvirkning af en RNA-polymerase I , er 5S rRNA unik, idet den transskriberes af en RNA-polymerase III fra uafhængige gener, der er lokaliseret ved en forskellige locus . De exonukleaser Rex1p, Rex2p og Rex3p behandle 3'-enden af 5S rRNA. Samling af bestanddelene af ribosomerne, der er resultatet af transkriptionen af de tilsvarende gener, finder sted i nucleoli, hvorefter ribosomerne fuldfører deres modning i cytoplasmaet , hvor samlingen af 60S- og 40S-underenhederne især finder sted for at danne den funktionelle 80S ribosom. Forskning er stadig i gang med hensyn til bestemmelsen af, hvornår 5S rRNA er integreret i ribosomet, hvor resultaterne om dette emne er modstridende: en nylig undersøgelse indikerer faktisk, at denne integration ville finde sted på et meget tidligt stadium ved 90S modning. Ribosomer, mens den tilsvarende indledende arbejde foreslog, at denne integration fandt sted meget senere. Den seneste af disse data, der er opnået fra gær , antyder faktisk, at 5S rRNA inkorporeres i 90S-partikler i form af et lille ribonukleoproteinkompleks ; især findes 5S rRNA associeret med det ribosomale protein Rp15p i et lille ribonukleoprotein, og dette også i gærcellerne som hos pattedyr , hvilket i det mindste har tendens til at demonstrere, at det danner præpartikler. kompleks af 5S rRNA og Rp15p.
Flere vigtige proteiner, der interagerer med 5S rRNA, er anført nedenfor.
La-proteinet forhindrer nedbrydningen af RNA ved den cellens exonukleaser . La-proteinet er til stede i alle eukaryoter og findes i kernen i deres celler , hvor det associeres med flere proteiner transkriberet af RNA-polymerase III . Interaktionen mellem dette protein og RNA involverer rester af uridin 3'-terminal, som stabiliserer foldningen af RNA.
The L5 ribosomale protein også samvirker med 5S rRNA. Sidstnævnte har dette særligt blandt ribosomale RNA'er, at det er til stede uden for ribosomerne inden i ribonukleoproteinpartikler (RNP) med L5-proteinet. Sådanne komplekser importeres til nucleoli til samling i ribosomer, således at L5-proteinet er til stede både i cytoplasmaet og i kernen i eukaryote celler . En funktionel L5-proteinmangel forhindrer transport af 5S rRNA ind i kernen og begrænser ribosomsamling.
I prokaryoter binder 5S rRNA til L5-, L18- og L25-proteiner, mens 5S rRNA i eukaryoter kun binder til det ribosomale L5-protein. I Trypanosoma brucei , det infektiøse middel, der forårsager trypanosomiasis ( søvn- og Chagas-sygdom ), interagerer 5S rRNA med to nært beslægtede proteiner, P34 og P37, hvis mangel fører til et fald i hastigheden af funktionel 5S rRNA.