5.5: procesarea ARN

până în prezent, am analizat mecanismul prin care informațiile din gene (ADN) sunt transcrise în ARN. ARN-ul nou făcut, cunoscut și sub numele de transcriere primară (produsul transcrierii este cunoscut sub numele de transcriere) este prelucrat ulterior înainte de a fi funcțional. Ambele procariote și eucariote își procesează ARN-urile ribozomale și de transfer.

diferența majoră în ARN de prelucrare, cu toate acestea, între procariote și eucariote, este în procesare de messenger RNAs. Ne vom concentra pe prelucrarea ARNm în această discuție. Vă veți aminti că în celulele bacteriene, ARNm este tradus direct pe măsură ce iese din șablonul ADN. În celulele eucariote, sinteza ARN, care apare în nucleu, este separată de mecanismul de sinteză a proteinelor, care se află în citoplasmă. În plus, genele eucariote au introni, regiuni noncodante care întrerup secvența de codificare a genei., ARNm copiat din gene care conțin introni va avea, de asemenea, regiuni care întrerup informațiile din genă. Aceste regiuni trebuie îndepărtate înainte ca ARNm să fie trimis din nucleu pentru a fi utilizat pentru a direcționa sinteza proteinelor. Procesul de îndepărtare a intronilor și reintroducerea secțiunilor de codificare sau a exonilor, a ARNm, se numește îmbinare. Odată ce ARNm a fost limitat, îmbinat și a adăugat o coadă de polyA, acesta este trimis din nucleu în citoplasmă pentru traducere.

produsul inițial de transcriere a unei gene de codificare a proteinei se numește pre-ARNm (sau transcriere primară)., După ce a fost procesat și este gata să fie exportat din nucleu, se numește ARNm matur sau ARNm prelucrat.

care sunt etapele de prelucrare pentru messenger RNAs?
în celulele eucariote, pre-mRNAs suferă trei etape principale de procesare:

• plafonarea la capătul 5′
• adăugarea unei cozi polyA la capătul 3′., și
• Splicing pentru a elimina intronii

în etapa de plafonare a procesării ARNm, se adaugă o 7-metil guanozină (prezentată în stânga) la capătul 5′ al ARNm. Capacul protejează capătul 5′ al ARNm de degradarea prin nucleaze și, de asemenea, ajută la poziționarea corectă a ARNm pe ribozomi în timpul sintezei proteinelor.

3′ end de un eucariote arnm este prima împodobite, apoi o enzimă numită PolyA Polimeraza adaugă o „coada” de aproximativ 200 de ” a „de nucleotide la capătul 3′. Există dovezi că coada polyA joacă un rol în traducerea eficientă a ARNm, precum și în stabilitatea ARNm. Capacul și coada polyA pe un ARNm sunt, de asemenea, indicii că ARNm este complet (adică nu este defect). Intronii sunt îndepărtați din pre-ARNm prin activitatea unui complex numit spliceosom., La spliceosome este alcătuit din proteine și RNAs mici, care sunt asociate pentru a forma proteine, ARN, enzime, numite nucleare mici ribonucleoproteins sau snRNPs (pronunțat SNURPS). Utilajul de îmbinare trebuie să fie capabil să recunoască joncțiunile de îmbinare (adică sfârșitul fiecărui exon și începutul următorului) pentru a tăia corect intronii și a se alătura exonilor pentru a face ARNm Matur, îmbinat.

ce semnale indică unde începe și se termină un intron? Secvența de bază de la începutul (5 ‘sau capătul din stânga, de asemenea, numit site-ul donator) de un intron este GU în timp ce secvența de la 3’ sau capătul din dreapta (aka., acceptor) este AG. Există, de asemenea, o a treia secvență importantă în interiorul intronului, numită punct de ramură, care este important pentru îmbinare.

Există două etape principale în despicare:

• În prima etapă, pre-arnm se taie la 5′ splice site-ul (intersecția a 5′ exon și intron). Capătul 5 ‘ al intronului este apoi unit cu punctul de ramură din interiorul intronului., Aceasta generează molecula în formă de lariat caracteristică procesului de îmbinare
• în a doua etapă, site-ul de îmbinare 3′ este tăiat, iar cei doi exoni sunt uniți și intronul este eliberat.multe pre-ARNm au un număr mare de exoni care pot fi îmbinați în diferite combinații pentru a genera diferite ARNm mature. Aceasta se numește splicing alternativ și permite producerea multor proteine diferite folosind relativ puține gene, deoarece un singur ARN poate, prin combinarea exonilor diferiți în timpul splicing-ului, să creeze multe mesaje diferite de codificare a proteinelor., Datorită îmbinării alternative, fiecare genă din ADN-ul nostru dă naștere, în medie, la trei proteine diferite. Odată ce mesajele de codificare a proteinelor au fost procesate prin plafonarea, îmbinarea și adăugarea unei coadă Poli A, Acestea sunt transportate din nucleu pentru a fi traduse în citoplasmă.

  

  Contribuabili

  • Dr. Kevin Ahern și Dr. Indira Rajagopal (Universitatea de Stat din Oregon)