Регуляция транскрипции и трансляции в ооците

Растущий ооцит претерпевает изменения в ядре и цитоплазме, касающиеся ядерной организации, эпигенетической регуляции, транскрипции, трансляции, ультраструктурной морфологии и функций органелл. Эти изменения иногда обозначают термином «созревание ядра/цитоплазмы» на основании их связи с созреванием ооцита, последующим оплодотворением и развитием эмбриона. Многие морфологические изменения ооцита прекрасно описаны на клеточном и ультраструктурном уровнях.
Экспрессия, трансляционная модификация и функции регуляторов клеточного цикла, которые также считают индикаторами созревания цитоплазмы, освещены в статье «Готовность ооцита к мейозу».

Видео: Регуляция транскрипции, lac оперон Ecoli

Здесь же описаны некоторые биохимические особенности ооцита ко времени его созревания.
Регуляция транскрипции в ооците. Растущий ооцит характеризуется высокой транскрипционной активностью, в результате которой общее содержание РНК в нем возрастает с 0,2 нг в малом ооците до 0,6 нг в зрелом. Стимуляция фолликулов гонадотропинами увеличивает в пуле растущих ооцитов долю транскрипционно неактивных ооцитов. Отсюда предполагают, что гранулезные клетки играют важную роль в регуляции транскрипционной активности растущего ооцита.

Ооцит, достигший необходимых размеров, транскрипционно абсолютно неактивен, что является непременным условием для возобновления мейоза, созревания ооцита и последующего эмбриогенеза. По этой причине информационные РНК (мРНК), синтезируемые в процессе роста ооцита, не используются в полном объеме в этой фазе для трансляции белков, обеспечивая этот самый рост, но также сохраняются и для синтеза белков, необходимого для окончательного созревания ооцита и позднее для раннего эмбриогенеза. Таким образом, тонкий контроль над процессом трансляции чрезвычайно важен для функционирования и развития ооцита и эмбриона.

Видео: Особенности регуляции транскрипции

Регуляция трансляции. При трансляции осуществляется модификация мРНК-транскрипта: полиаденилирование его 3`-конца (присоединение поли-А-цепочки) и кэпирование 3`-конца. Эти модификации регулируются цис- и трансэлементами. К примеру, трансляция и накопление циклина В1 регулируется по механизмам полиаденилирования и цис-регуляции в 3`-нетранслируемом регионе (3`-UTR) мРНК-транскрипта циклина В.

Цис-элементы 3`-UTR состоят из высококонсервативной последовательности, богатой уридином (СРЕ), соединенной с гексануклеотидным элементом циоплазматического полиаденилирования AAUAAA. Цис-элементы опосредуют полиаденилирование за счет связывания с фосфорилированной формой СРЕ-связывающего протеина (СРЕВ), служащего трансфактором, специфичным для ооцитов. Важная роль СРЕВ в ооците была показана на мышах с нокаутированием его гена.

В отсутствие СРЕВ оогенез прекращался на стадии пахитены на 16,5 дпк, вероятно, из-за прекращения трансляции белков синаптонемного комплекса SCP 1 и 3, что приводило к гибели и резорбции ооцитов. Участие СРЕВ на столь ранних стадиях затрудняет изучение его значения для созревания ооцита.

Видео: Биология. Биосинтез РНК. Созревание РНК. Типы РНК. Центр онлайн-обучения «Фоксфорд»

К другим механизмам регуляции трансляции относится ее ингибирование некоторыми белками, которое обнаруживается в нарушении созревания ооцита в присутствии этих белков. К примеру, некоторые мРНК могут сохраняться в форме рибонуклеиновых частиц, которые не поддерживают трансляцию и участвуют в регуляции экспрессии определенных белков.

Важность этого механизма иллюстрируется на примере представителя семейства протеинов Y-box — Msy2, играющего ключевую роль в опосредовании сайленсинга трансляции рибонуклеиновыми частицами и составляющего 2% от общей массы белка большого ооцита. Кроме того, во время возобновления мейоза поли-А-специфическая рибонуклеаза опосредует деаденилирование и последующую деградацию мРНК, кодирующих множество белков, в том числе белков zp, актина, альфа-тубулина и Сх43.
И наоборот, в это время усиливается полиаденилирование определенных белков, участвующих в регуляции клеточного цикла, необходимых для созревания ооцита (например, циклина В1).

Источник: http://meduniver.com