5.5: przetwarzanie RNA

do tej pory przyjrzeliśmy się mechanizmowi, za pomocą którego Informacja w genach (DNA) jest transkrybowana do RNA. Nowo wytworzony RNA, znany również jako transkrypt pierwotny (produkt transkrypcji znany jest jako transkrypt) jest dalej przetwarzany, zanim stanie się funkcjonalny. Zarówno prokaryotes i eukaryotes przetwarzają ich rybosomal i transfer RNA.

rysunek 5.5.,1: splicing RNA

główną różnicą w przetwarzaniu RNA, jednak, między prokaryotes i eukaryotes, jest w przetwarzaniu messenger RNA. W tej dyskusji skupimy się na przetwarzaniu mRNA. Przypomnisz sobie, że w komórkach bakteryjnych mRNA jest tłumaczony bezpośrednio, ponieważ pochodzi z szablonu DNA. W komórkach eukariotycznych synteza RNA, która zachodzi w jądrze, jest oddzielona od mechanizmu syntezy białek, który znajduje się w cytoplazmie. Ponadto geny eukariotyczne mają introny, regiony niekodujące, które przerywają sekwencję kodowania genu., MRNA skopiowane z genów zawierających introny również będą miały regiony, które przerywają informacje w genie. Regiony te muszą zostać usunięte przed wysłaniem mRNA z jądra w celu wykorzystania do bezpośredniej syntezy białek. Proces usuwania intronów i dołączania sekcji kodujących lub egzonów mRNA nazywa się splicingiem. Po zamknięciu mRNA, splifikacji i dodaniu polia ogona, jest on wysyłany z jądra do cytoplazmy w celu translacji.

początkowy produkt transkrypcji genu kodującego białko nazywany jest pre-mRNA (lub transkrypcją pierwotną)., Po przetworzeniu i przygotowaniu do eksportu z jądra nazywa się dojrzałym mRNA lub przetworzonym mRNA.

Jakie są kroki przetwarzania dla messenger RNAS?
w komórkach eukariotycznych pre-mRNA przechodzą trzy główne etapy przetwarzania:

• zamykanie na końcu 5′
• dodanie ogona polia na końcu 3′., i
• Splicing w celu usunięcia intronów

na etapie zamykania przetwarzania mRNA dodaje się 7-metylo guanozynę (pokazaną po lewej stronie) na końcu 5′ mRNA. Czapka chroni 5 ' koniec mRNA przed degradacją przez nukleazy, a także pomaga prawidłowo ustawić mRNA na rybosomach podczas syntezy białek.

rysunek 5.5.,3: mRNA capping structure

3′ koniec eukariotycznego mRNA jest najpierw przycięty, a następnie enzym zwany Polya Polimerase dodaje „ogon” około 200 'a' nukleotydów do końca 3′. Istnieją dowody na to, że ogon polia odgrywa rolę w skutecznym tłumaczeniu mRNA, a także w stabilności mRNA. Czapka i ogon polia na mRNA są również wskazówkami, że mRNA jest kompletny (tzn. nie jest wadliwy). Introny są usuwane z pre-mRNA przez aktywność kompleksu zwanego spliceosomem., Spliceosom składa się z białek i małych RNA, które są związane z tworzeniem enzymów białkowo-RNA zwanych małymi jądrowymi rybonukleoproteinami lub snRNPs (wymawiane SNURPS). Urządzenie do splicingu musi być w stanie rozpoznać połączenia splicingowe (tj. koniec każdego eksonu i początek następnego), aby prawidłowo wyciąć introny i połączyć egzony, aby uzyskać dojrzały, splicowany mRNA.

Jakie sygnały wskazują, gdzie zaczyna się i kończy intron? Sekwencja Podstawowa na początku (5 'lub lewy koniec, zwany także miejscem dawcy) intronu jest GU, podczas gdy sekwencja na 3′ lub prawym końcu (vel., miejsce) jest AG. Istnieje również trzecia ważna Sekwencja wewnątrz intronu, zwana punktem rozgałęzienia, która jest ważna dla splicingu.

istnieją dwa główne kroki w splicingu:

• w pierwszym kroku pre-mRNA jest cięty na miejsce splotu 5′ (połączenie 5′ egzonu i intronu). 5 ' koniec intronu jest następnie połączony z punktem rozgałęzienia w obrębie intronu., Generuje to cząsteczkę w kształcie lariata charakterystyczną dla procesu splicingu
• w drugim etapie miejsce splicingu 3′ jest cięte, a dwa egzony są połączone ze sobą, a intron jest uwalniany.

wiele mRNA ma dużą liczbę egzonów, które mogą być łączone ze sobą w różne kombinacje, aby wygenerować różne Dojrzałe mRNA. Nazywa się to alternatywnym splicingiem i pozwala na produkcję wielu różnych białek przy użyciu stosunkowo niewielu genów, ponieważ pojedynczy RNA może, łącząc różne egzony podczas splicingu, tworzyć wiele różnych wiadomości kodujących białka., Z powodu alternatywnego splicingu, każdy gen w naszym DNA rodzi średnio trzy różne białka. Po przetworzeniu wiadomości kodujących białko przez capping, splicing i dodanie ogona Poli A, są one transportowane z jądra, aby zostać przetłumaczone w cytoplazmie.