An RNA hairpin to G-quadruplex conformational transition.
An RNA hairpin to G-quadruplex conformational transition.
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DOI：
10.1021/ja308665g
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发表时间：
2012-12-12
影响因子：
15
通讯作者：
Balasubramanian, Shankar
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bugaut, Anthony;Murat, Pierre;Balasubramanian, Shankar
RNA分子可以折叠成非规范结构，例如称为G-四链体的四链结构。转录组中的G-四链体最近已成为基因表达的相关调控元件。RNA分子中的构象转变提供了调节其生物学功能的重要途径。在这里，我们报告的竞争之间的一个典型的发夹结构和一个G-四链体结构的RNA分子。我们发现，构象偏好强烈依赖于溶液中存在的一价和二价金属离子的相对量。在我们的系统中，G-四链体，其形成是不可预测的预测RNA折叠程序，是主要的构象在生理相关的K+和Mg 2+浓度。此外，我们表明，一个合成的小分子可以取代有利于发夹构象的结构动态平衡。这项工作突出了一个新的和重要的水平的复杂性，RNA折叠，可能是相关的生物功能和靶向RNA包括G-四链体基序。
RNA molecules can fold into noncanonical structures such as the four-stranded structures known as G-quadruplexes. G-quadruplexes in the transcriptome have recently emerged as relevant regulatory elements of gene expression. Conformational transitions in RNA molecules offer an important way to regulate their biological functions. Here we report on the competition between a canonical hairpin structure and a G-quadruplex structure within an RNA molecule. We show that the conformational preference strongly depends on the relative amounts of mono- and divalent metal ions present in solution. In our system, the G-quadruplex, whose formation is not predicted by available predictive RNA folding programs, is the major conformer at physiologically relevant K+ and Mg2+ concentrations. Furthermore, we show that a synthetic small molecule can displace the structural dynamic equilibrium in favor of the hairpin conformer. This work highlights a new and important level of complexity in RNA folding that could be relevant to the biological functions and targeting of RNAs comprising G-quadruplex motifs.
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