Analiza dojrzewania końca 3' cząsteczek tRNA u Saccharomyces cerevisiae

We wszystkich organizmach eukariotycznych cząsteczki tRNA syntetyzowane są jako prekursory zawierające dodatkowe sekwencje na obu końcach. O ile przebieg dojrzewania końca 5’ znany jest od lat, o tyle mechanizm usuwania wydłużenia po stronie 3’ pozostaje wciąż niedoprecyzowany. Prawidłowa obróbka nukleolityczna tego końca jest niezbędna do przyłączenia tripletu CCA i późniejszej aminoacylacji, stanowiąc tym samym krytyczny punkt dojrzewania pre-tRNA oraz rzutując na ostateczną możliwość realizacji funkcji biologicznych przez tRNA. Wiadomo, że w drożdżach piekarskich Saccharomyces cerevisiae istnieją dwie ścieżki prowadzące do wykształcenia dojrzałego końca 3' tRNA – endonukleolityczna, proponowana jako główny mechanizm oraz egzonukleolityczna, określana również mianem alternatywnej. Spośród enzymów aktywnych w tym procesie zidentyfikowano do tej pory dwie egzonukleazy - Rex1 i Rrp6. Rola drożdżowej RNazy Z (Trz1) wnioskowana była natomiast jedynie na podstawie doświadczeń in vitro oraz funkcji białek homologicznych. Wyniki zaprezentowane w tej pracy dowodzą in vivo zaangażowania endonukleazy Trz1 w obróbkę wydłużeń 3' pre-tRNA. Dodatkowo, potwierdzona została również w szerszym aspekcie rola egzonukleaz Rex1, Rrp6 i Rex2 w ścieżce alternatywnej, co pozwoliło na stwierdzenie, że istnieje pewna hierarchia ważności pomiędzy wyżej wymienionymi białkami, a ich funkcje w tym procesie nie w pełni pokrywają się. Wydaje się, że wbrew wcześniejszym przewidywaniom, większość pre tRNA ulega dojrzewaniu w obu ścieżkach w podobnym stopniu. Jedynie cząsteczki charakteryzujące się niestandardowo długimi sekwencjami prekursorowymi po stronie 3' są ściśle uzależnione od aktywności Trz1. Na przykładzie jednej z takich cząsteczek zaobserwowano, że zablokowanie dojrzewania końca 3' prowadzi do degradacji tRNA, zależnej od oligoadenylacji przez polimerazę poli(A) Trf4, która jest składnikiem kompleksu TRAMP. Zjawisko to stanowi element kontroli jakości tRNA, który zachodzi w jądrze komórkowym. Istnieją jednak przesłanki wskazujące, że adenylacja przez Trf4 może być również sygnałem kierującym niestabilne tRNA do degradacji na drodze RTD (ang. rapid tRNA decay). W pracy wykazano ponadto, że Trz1, oprócz swojej jądrowej funkcji, pełni także analogiczną rolę w mitochondriach. Uwalniając cząsteczki tRNA z policistronowych transkryptów, przyczynia się do dojrzewania innych klas RNA i wpływa w ten sposób na generalny metabolizm mitochondrialnego RNA.