thumb|right| Tok informacija unutar ćelije. DNK se prvo transkribira u RNK, koja se potom prevodi u protein. (Vidi Centralna dogma molekularne biologije.) thumb|400px| Struktura iRNK, približno u mjerilu za ljudsku iRNK, gdje je medijana dužine 3′UTR 700 nukleotida U molekulnoj genetici, tri prim neprevedena regija (3'UTR) je dio iRNK koji odmah slijedi nakon translacija terminacijski kodon. 3′UTR često sadrži regulatorne regije koje posttranskripcijski utiču na ekspresiju gena. Tokom ekspresija gena, molekula iRNK se transkribuje iz DNK sekvence i kasnije se translatira u protein. Nekoliko regija molekule iRNA nije prevedeno u protein, uključujući 5' kapu, 5′ neprevedenu regiju, 3′ neprevedenu regiju i poli(A) rep. Regulatorne regije unutar 3′ neprevedene regije mogu uticati na poliadenilaciju, efikasnost translacije, lokalizaciju i stabilnost iRNK. 3′UTR sadrži mjesta vezivanja i za regulatorne proteine i za mikroRNK (miRNK). Vezivanjem za specifična mjesta unutar 3′UTR, miRNK mogu smanjiti ekspresiju gena različitih iRNK, inhibiranjem translacije ili direktnim uzrokovanjem degradacije transkripta. 3′UTR također ima prigušivač regije koje se vežu za represorske proteine i inhibirat će ekspresiju iRNK.
Mnoge 3′UTR također sadrže AU-bogate elemente (ARE). Proteini se vežu za ARE, kako bi uticali na stabilnost ili brzinu raspada transkripata na lokalizovani način ili uticali na inicijaciju translacije. Nadalje, 3′UTR sadrži sekvencu AAUAAA koja usmjerava dodavanje nekoliko stotina adeninskih ostataka nazvanih poli(A) rep na kraj iRNK transkripta. Poli(A) vezujući protein (PABP) se veže za ovaj rep, doprinoseći regulaciji translacije, stabilnosti i izvoza iRNK. Naprimjer, poli(A) repno vezan PABP interaguje sa proteinima povezanim sa 5′ krajem transkripta, uzrokujući kružnu transformaciju iRNK koja promoviše translaciju. 3′UTR također može sadržavati sekvence koje privlače proteine da povežu iRNK sa citoskeletom, transportuju je do ili iz ćelijskog jedra ili vrše druge vrste lokalizacije. Pored sekvenci unutar 3′UTR, fizičke karakteristike regije, uključujući njenu dužinu i sekundarnu strukturu, doprinose regulaciji translacije. Ovi raznoliki mehanizmi regulacije gena osiguravaju da se ispravni geni eksprimiraju u ispravnim ćelijama u odgovarajuće vrijeme.
Fizičke karakteristike 3′UTR iRNK ima veliki broj regulatornih funkcija koje kontrolišu fizičke karakteristike regije. Jedna takva karakteristika je dužina 3′UTR, koja u genomu sisara ima značajne varijacije. Ova regija iRNK transkripta može se kretati od 60 do oko 4000 nukleotida. U prosjeku, dužina 3′UTR-a kod ljudi je približno 800 nukleotida, dok je prosječna dužina 5′UTR-a samo oko 200 nukleotida. Dužina 3′UTR-a je značajna jer su duži 3′UTR-i povezani s nižim nivoima ekspresije gena. Jedno moguće objašnjenje za ovaj fenomen je da duži regioni imaju veću vjerovatnoću posjedovanja više mjesta vezivanja miRNK koja imaju sposobnost inhibiranja translacije. Pored dužine, sastav nukleotida se također značajno razlikuje između 5′ i 3′UTR-a. Prosječni G+C procenat 5′UTR-a kod toplokrvnih kičmenjaka je oko 60% u poređenju sa samo 45% za 3′UTR-ove. Ovo je važno jer je uočena inverzna korelacija između G+C% 5′ i 3′UTR-ova i njihovih odgovarajućih dužina. UTR-ovi koji su siromašni GC-om imaju tendenciju da budu duži od onih koji se nalaze u genomskim regijama bogatim GC-om. Sekvence unutar 3′UTR također imaju sposobnost degradacije ili stabilizacije iRNK transkripta. Modifikacije koje kontroliraju stabilnost transkripta omogućavaju brzu kontrolu ekspresije gena bez promjene brzine translacije. Jedna grupa elemenata u 3′UTR koja može pomoći u destabilizaciji iRNK-transkripta su AU-bogati elementi (ARE). Ovi elementi kreću se u veličini od 50 do 150 baznih parova i uglavnom sadrže više kopija pentanukleotida AUUUA. Rane studije pokazale su da se ARE mogu razlikovati u sekvenci i svrstavaju u tri glavne klase koje se razlikuju po broju i rasporedu motiva. Drugi skup elemenata koji je prisutan i u 5′ i u 3′UTR su elementi odgovora na željezo (IREIRE je struktura petlje unutar neprevedenih regija iRNK koje ). kodiraju proteine uključene u ćelijski metabolizam željeza. iRNK transkript koji sadrži ovaj element se ili degradira ili stabilizuje u zavisnosti od vezivanja specifičnih proteina i unutarćelijskih koncentracija gvožđa.
thumb|Drška-petlja struktura molekule RNK 3′UTR također sadrži sekvence koje signaliziraju dodavanje, bilo samom transkriptu ili produktu translacije. Naprimjer, unutar 3′UTR-a postoje dva različita signala poliadenilacije koji signaliziraju dodavanje poli(A) repa. Ovi signali iniciraju sintezu poli(A)repa na definiranoj dužini od oko 250 baznih parova. Primarni signal koji se koristi je signal jedarne poliadenilacije (PAS) sa sekvencom AAUAAA koja se nalazi prema kraju 3′UTR-a. Međutim, tokom ranog razvoja, umjesto toga se može javiti citoplazmatska poliadenilacija i regulirati translacijsku aktivaciju majčinih mRNA. Element koji kontrolira ovaj proces naziva se CPE, bogat AU i također se nalazi u 3′UTR-u. CPE općenito ima strukturu UUUUUUAU i obično se nalazi unutar 100 baznih parova jedarne PAS. Još jedna specifična adicija koju signalizira 3′UTR je ugradnja selenocisteina na UGA kodone iRNK, koje kodiraju selenoproteine. Normalno, UGA kodon kodira zaustavljanje translacije, ali u ovom slučaju konzervirana struktura petlja matične strukture nazvana sekvenca insercije selenocisteina (SECIS) uzrokujujć inserciju selenocisteina umjesto toga.
Uloga u ekspresiji gena 3′ netranslatirana regija igra ključnu ulogu u ekspresiji gena utičući na lokalizaciju, stabilnost, izvoz i efikasnost translacije iRNK. Sadrži različite sekvence koje su uključene u ekspresiju gena, uključujući elemente odgovora mikroRNK (MRE), elemente bogate AU (ARE) i poli(A) rep. Pored toga, strukturne karakteristike 3′UTR, kao i njegova upotreba alternativne poliadenilacije, imaju ulogu u ekspresiji gena.
Elementi odgovora mikroRNK 3′UTR često sadrži elemente odgovora mikroRNK (MRE), koji su sekvence na koje se miRNK vežu. miRNK su kratke, nekodirajuće molekule RNK, sposobne za vezivanje za transkripte iRNK i regulaciju njihove ekspresije. Jedan mehanizam miRNK uključuje djelomično sparivanje baza 5′ sjemene sekvence miRNK sa MRE unutar 3′UTR iRNK; ovo vezivanje zatim uzrokuje translacijsku represiju.
AU-bogati elementi Pored toga što sadrži MRE, 3′UTR također često sadrži AU-bogati elementi (ARE), koji su dugi 50 do 150 bp i obično uključuju mnogo kopija sekvence AUUUA. ARE-vezujući proteini (ARE-BP) vežu se za AU-bogate elemente na način koji zavisi od tipa tkiva, tipa ćelije, vremena, ćelijske lokalizacije i okruženja. Kao odgovor na različite intracelularne i ekstracelularne signale, ARE-BP proteini mogu promovirati raspad mRNA, utjecati na stabilnost mRNA ili aktivirati translaciju. Ovaj mehanizam regulacije gena uključen je u rast ćelija, ćelijsku diferencijaciju i adaptaciju na vanjske podražaje. Stoga djeluje na transkripte koji kodiraju citokine, faktore rasta, tumorske supresore, proto-onkogene, cikline, enzime, transkripcijske faktore, receptore i membranske proteine.
Poli(A) rep thumb|400px| Cirkularizacija transkripta iRNK posredovana je proteinima koji interaguju sa 5′ kapom i poli(A) repom. Poli(A) rep sadrži mjesta vezivanja za proteine koji vežu poli(A) (PABP). Ovi proteini sarađuju sa drugim faktorima kako bi uticali na izvoz, stabilnost, raspad i translaciju iRNK. PABP-ovi vezani za poli(A) rep mogu takođe interagovati sa proteinima, kao što su faktori inicijacije translacije, koji su vezani za 5′ kapu mRNA. Ova interakcija uzrokuje cikularizaciju transkripta, što potom promoviše inicijaciju translacije. Nadalje, omogućava efikasnu translaciju izazivajući recikliranje ribosoma. Dok prisustvo poli(A) repa obično pomaže u pokretanju translacije, odsustvo ili uklanjanje jednog često dovodi do degradacije iRNK, posredovane egzonukleazama. Sama poliadenilacija regulisana je sekvencama unutar 3′UTR transkripta. Ove sekvence uključuju citoplazmatske poliadenilacijske elemente (CPE), koji su sekvence bogate uridinom i doprinose i aktivaciji i represiji poliadenilacije. Protein koji veže CPE (CPEB) veže se za CPE zajedno s raznim drugim proteinima kako bi izazvao različite odgovore.
Strukturna obilježja Dok sekvenca koja čini 3′UTR uveliko doprinosi ekspresiji gena, strukturne karakteristike 3′UTR također imaju veliku ulogu. Općenito, duži 3′UTR odgovaraju nižim stopama ekspresije jer često sadrže više miRNK i mjesta vezivanja proteina koja su uključena u inhibiciju translacije. Ljudski transkripti posjeduju 3′UTR-ove koji su u prosjeku dvostruko duži od ostalih 3′UTR-ova sisara. Ovaj trend odražava visok nivo složenosti uključen u regulaciju ljudskih gena. Pored dužine, sekundarna struktura 3′ netranslatirane regije također ima regulatorne funkcije. Proteinski faktori mogu ili pomoći ili poremetiti savijanje regije u različite sekundarne strukture. Najčešća struktura je petlja-matica, koja pruža osnovu za proteine koji vežu RNK i nekodirajuće RNK koje utiču na ekspresiju transkripta. thumb|left|300px|Alternativna poliadenilacija rezultira transkriptima s različitim 3′UTR-ovima
Alternativna poliadenilacija Drugi mehanizam koji uključuje strukturu 3′UTR-a naziva se alternativna poliadenilacija (APA), koja rezultira mRNA izoformama koje se razlikuju samo po svojim 3′UTR-ovima. Ovaj mehanizam je posebno koristan za složene organizme, jer omogućava ekspresiju istog proteina, ali u različitim količinama i lokacijama. Koristi ga oko polovina ljudskih gena. APA može nastati zbog prisustva više mjesta poliadenilacije ili međusobno isključivih terminalnih egzona. Budući da može uticati na prisustvo mjesta vezivanja proteina i miRNK, APA može uzrokovati diferencijalnu ekspresiju iRNK transkripata utičući na njihovu stabilnost, izvoz u citoplazmu i efikasnost translacije.
Metode proučavanja Naučnici koriste brojne metode za proučavanje složenih struktura i funkcija 3′UTR-a. Čak i ako se pokaže da je dati 3′UTR u iRNK prisutan u tkivu, efekti lokalizacije, funkcionalnog poluživota, translacijske efikasnosti i trans-aktivnih elemenata moraju se utvrditi kako bi se razumjela puna funkcionalnost 3′UTR-a. Računarski pristupi, prvenstveno analizom sekvenci, pokazali su postojanje ARE-ova u približno 5–8% ljudskih 3′UTR-ova i prisustvo jedne ili više miRNK ciljeva u čak 60% ili više ljudskih 3′UTR-ova. Softver može brzo uporediti milione sekvenci odjednom kako bi pronašao sličnosti između različitih 3′UTR-ova unutar genoma. Eksperimentalni pristupi su korišteni za definisanje sekvenci koje se povezuju sa specifičnim proteinima koji vežu RNK; posebno, nedavna poboljšanja u tehnikama sekvenciranja i unakrsnog povezivanja omogućila su fino mapiranje mjesta vezivanja proteina unutar transkripta. Inducirane mutacije specifične za mjesto, naprimjer one koje utječu na terminacijski kodon, signal poliadenilacije ili sekundarnu strukturu 3′UTR-a, mogu pokazati kako mutirane regije mogu uzrokovati deregulaciju translacije i bolest. Ove vrste metoda koje obuhvataju cijeli transkript trebale bi nam pomoći u razumijevanju poznatih cis elemenata i trans-regulatornih faktora unutar 3′UTR-ova.
Bolest thumb|350px| Bolesti uzrokovane različitim mutacijama unutar 3′UTR