Elementele bogate în AU (ARE ) sunt motive reglatoare localizate în 3'-UTR al ARNm al unor gene și joacă un rol cheie în stabilizarea transcriptelor acestor gene. Aceste elemente variază în mărime de la 50 la 150 de nucleotide și de obicei conțin numeroase copii ale pentanucleotidei AUUUA [1] .
S-a constatat că secvențele de ARE diferă și 3 clase de ARE se disting prin numărul și aranjarea motivelor AUUUA:
ARE se leagă de proteine ( ARE -binding proteins, ARE-BPs ), care, de regulă, contribuie la distrugerea ARNm ca răspuns la diferite semnale intra- și extracelulare, deși unele dintre ele reglează translația . În plus, se știe că proteina HuD se leagă de ARE și crește timpul de înjumătățire al acestui ARNm în neuroni în timpul dezvoltării creierului [2] . Unii dintre factorii care influențează distrugerea ARNm de către ARE sunt prezența esterilor de forbol , ionofori de calciu , citokine , inhibitori de transcripție [3] . ARE reglează expresia genelor care codifică citokine , factori de creștere , gene supresoare tumorale , proto-oncogene și gene ale căror produse proteice sunt implicate în reglarea ciclului celular , cum ar fi gene pentru cicline , enzime , factori de transcripție , receptori și proteine de membrană . Această diversitate de gene ale căror transcrieri conțin ARE indică importanța stabilității transcriptului în reglarea genelor [1] .
Multe ARE-BP sunt exprimate într-o manieră specifică celulei și țesutului, iar structura secundară a ARE este un factor important pentru activitatea lor . Diferite ARE-BP pot concura pentru același site de legare, iar efectul unui ARE asupra unei transcrieri poate fi diferit datorită localizării sale celulare, factorilor de mediu și punctului de timp. De exemplu, ARE de clasă III localizate în 3'-UTR al ARNm c-jun reduc stabilitatea transcriptului, cu toate acestea, ele participă la o creștere a cantității de proteină formată. Acest lucru pare contradictoriu, cu toate acestea, este probabil ca fiecare mecanism să fie utilizat în momente diferite și pentru nevoi diferite, de exemplu, în funcție de tipul de țesut și stadiul de dezvoltare . Legarea ARE de proteine este, de asemenea, influențată de factorii de mediu, iar stabilitatea transcripției joacă un rol important ca răspuns la condiții stresante , cum ar fi șocul termic sau deficiențele nutriționale . Astfel de stimuli declanșează o cascadă de semnalizare care modifică numărul de diferite ARE-BP și, în același timp, afectează capacitatea ARN de a se lega de proteine. Astfel, expresia genei anti- apoptotice Bcl-X L crește datorită stabilizării transcriptelor datorită expunerii la radiații UV ; acest proces este observat în cancerul de piele și alte tipuri de cancer . Studiul proteinelor care asigură stabilizarea transcriptului Bcl-X L , adică legarea de ARE în 3'-UTR, a arătat că nucleolina este cea mai importantă dintre ele . Autorii studiului au sugerat că radiația UV crește capacitatea nucleolinei de a se lega de ARE, protejând astfel transcriptul Bcl-X L de degradare [1] .
Pe lângă schimbarea stabilității ARNm, ARE-urile pot activa și traducerea, deși acest mecanism este mai puțin comun și mai puțin înțeles. ARNm 3’-URT al factorului de necroză tumorală citokină a (TNFa) conține un ARE extrem de conservat de 34 de nucleotide în lungime. Această genă este exprimată în limfocitele stimulate și este esențială pentru dezvoltarea procesului inflamator , prin urmare, este necesar să fie posibilă reglarea rapidă a acesteia, dacă este necesar. În inflamație, creșterea celulelor se oprește și TNFα este reglat la nivel de proteine. S-a demonstrat că proteinele Argonaute 2 (AGO 2) și FXR1 se leagă de ARNm și activează translația ca răspuns la retenția de lichid ( edem ). În plus, s-a descoperit că microARN -ul uman miR369-3 se leagă de ARE și controlează legarea proteinelor de mai sus la ARE, confirmând astfel rolul miARN-ului în reglarea translației. Anterior, s-a descoperit că TNFα ARE conține un ac de păr care modulează legarea proteinelor la ARE și determină diferitele efecte ale acestei interacțiuni. Toate acestea demonstrează efectul multifațet al ARE, proteinelor de legare a ARN și miARN-urilor asupra expresiei genelor, care, dacă este necesar, poate fi atât pozitiv, cât și negativ [4] .
Mutațiile care afectează ARE sunt importante deoarece o astfel de mutație poate afecta expresia multor gene. Astfel, mutațiile care au apărut în ARE duc la o funcționare defectuoasă a proteinelor care leagă ARE, ducând la dezvoltarea unor boli precum degenerarea malignă a organelor hematopoietice și leucemia [5] [6] .