В молекулярной генетике нетранслируемая область (UTR) относится к двусторонней области на участке мРНК, расположенной по обе стороны кодирующей последовательности. Когда эти области находятся на 5'-стороне, их называют 5'-UTR (или лидерной последовательностью); если они находятся на 3'-стороне, их называют 3'-UTR (или замыкающей последовательностью). Хотя эти области не транслируются напрямую в белки, исследования показали, что 5'-UTR, в частности, играет незаменимую роль в фазе инициации синтеза белка, поскольку они не только составляют основу трансляции, но также влияют на регуляцию экспрессии генов.
Хотя 5'-UTR известна как нетранслируемая область, она дает важную информацию о том, почему определенные гены экспрессируются при определенных обстоятельствах.
5'-UTR расположена выше кодирующей последовательности мРНК и содержит некоторые ключевые последовательности, которые могут распознаваться рибосомой, тем самым устанавливая связывание с мРНК и инициируя процесс трансляции. Это означает, что правильная структура 5'-UTR имеет решающее значение для эффективного синтеза белка. Если взять в качестве примера 5'-UTR эукариот, то он содержит консенсусную последовательность Козака, которая необходима для обеспечения правильной инициации трансляции.
У прокариот 5'-UTR обычно имеет длину от 3 до 10 нуклеотидов и содержит последовательность Шайна-Дальгарно, последовательность, которая помогает расположить рибосому для инициации ключевой последовательности на ребенке. У эукариот структура 5'-UTR относительно сложна, ее длина составляет сотни и даже тысячи нуклеотидов, что отражает высокую сложность их геномов.
Структура 5'-UTR оказывает существенное влияние на точность трансляции, которая демонстрирует удивительную вариабельность среди разных организмов.
Эти нетранслируемые области когда-то считались бесполезными «мусорными РНК», но теперь известно, что они играют важную роль в регуляции экспрессии генов у эукариот. Эволюционная точка зрения подтверждает это, поскольку естественный отбор должен устранить РНК, которые не способны выполнять свою функцию. Согласно медицинским исследованиям, мутации в определенных нетранслируемых регионах связаны с риском серьезных заболеваний. Например, полиморфизмы в 3'-UTR-области HLA-G связаны с развитием колоректального рака.
Хотя исследования нетранслируемых областей продолжаются, знания об этих областях мРНК все еще относительно ограничены. Роль этих регионов в регуляции экспрессии генов требует дальнейшего изучения, особенно если учесть, что мутации в 3'-UTR могут изменить экспрессию множества, казалось бы, несвязанных генов, поднимая вопрос о том, можем ли мы преодолеть традиционные границы.
Благодаря прошлым исследованиям мы начали понимать важность нетранслируемых областей в нормальной работе клеток. Какие новые вещи могут позволить нам открыть будущие исследования?