Grænseløs Biologi

mRNA under Behandling af

Eukaryote pre-mRNA modtager en 5′ cap og en 3′ poly (A) – hale, før introns er fjernet, og mRNA anses klar til oversættelse.

Pre-mRNA under Behandling af

Den eukaryote pre-mRNA gennemgår omfattende forarbejdning, inden det er klar til at blive oversat., De yderligere trin, der er involveret i eukaryotisk mRNA-modning, skaber et molekyle med en meget længere halveringstid end et prokaryotisk mRNA. Eukaryote mRNA ‘ er varer i flere timer, mens den typiske E. coli mRNA ikke varer mere end fem sekunder.

præ-mRNA ‘er overtrækkes først i RNA-stabiliserende proteiner; disse beskytter præ-mRNA’ et mod nedbrydning, mens det behandles og eksporteres ud af kernen., De tre vigtigste trin i præ-mRNA-behandling er tilsætningen af stabiliserings-og signalfaktorer ved molekylets 5′ og 3′ ender og fjernelse af mellemliggende sekvenser, der ikke angiver de passende aminosyrer. I sjældne tilfælde kan mRNA-transkriptet “redigeres”, efter at det er transkriberet.

5′ afdækning

mens præ-mRNA stadig syntetiseres, sættes en 7-methylguanosin-hætte til 5′-enden af det voksende transkript med en 5′ – til-5′ phosphatbinding. Denne del beskytter den spirende mRNA mod nedbrydning., Derudover genkender initieringsfaktorer involveret i proteinsyntese hætten for at hjælpe med at indlede oversættelse af ribosomer.

5′ cap struktur: Reduktion af pre-mRNA indebærer tilsætning af 7-methylguanosine (m7G) til 5′ – enden. Hætten beskytter 5 ‘ – enden af det primære RNA-transkription mod angreb af ribonukleaser og genkendes af eukaryote initieringsfaktorer involveret i samling af ribosomet på det modne mRNA inden initiering af oversættelse.,

3′ Poly-A-hale

mens RNA-Polymerase II stadig transkriberer nedstrøms for den rigtige ende af et gen, spaltes præ-mRNA ved et endonuklease-holdigt proteinkompleks mellem en aauaaa-konsensussekvens og en GU-rig sekvens. Dette frigiver det funktionelle præ-mRNA fra resten af transkriptet, som stadig er fastgjort til RNA-polymerasen., Et enzym kaldet poly (A) – polymerase (PAP) er en del af samme protein-kompleks, der spalter pre-mRNA, og det tilføjer straks en perlerække af cirka 200 nukleotider, kaldet poly (A) – hale, til 3′ – enden af den netop åbnet pre-mRNA. Poly (A) – halen beskytter mRNA ‘ et mod nedbrydning, hjælper med eksporten af det modne mRNA til cytoplasmaet og er involveret i bindende proteiner, der er involveret i initiering af translation.

Poly (A) – Polymerasen tilføjer en 3′ poly (A) – hale til pre-mRNA.,: Pre-mRNA ‘ et spaltes af resten af det voksende transkript, før RNA-Polymerase II er stoppet med at transkribere. Denne spaltning udføres af et endonuklease-holdigt proteinkompleks, der binder til en AAUAAA-sekvens opstrøms for spaltningsstedet og til en GU-rig sekvens nedstrøms for det udskårne sted. Umiddelbart efter spaltningen katalyserer Poly (A) Polymerase (PAP), som også er en del af proteinkomplekset, tilsætningen af op til 200 A nukleotider til 3’-enden af det netop spaltede præ-mRNA.,

Pre-mRNA Splejsning

Eukaryote gener er sammensat af exons, som svarer til protein-kodende sekvenser (ex-on betyder, at de er udtryk for), og at gribe ind sekvenser, kaldet introns (int-ron betegner deres intervenerende rolle), som kan være involveret i gen-forordning, men som er fjernet fra pre-mRNA i behandling. Intronsekvenser i mRNA koder ikke for funktionelle proteiner.,

opdagelse af introner

opdagelsen af introner kom som en overraskelse for forskere i 1970 ‘erne, som forventede, at præ-mRNA’ er ville specificere proteinsekvenser uden yderligere behandling, som de havde observeret i prokaryoter. Generne af højere eukaryoter indeholder meget ofte en eller flere introner. Mens disse regioner kan svare til regulatoriske sekvenser, er den biologiske betydning af at have mange introner eller have meget lange introner i et gen uklart. Det er muligt, at introner bremser genekspression, fordi det tager længere tid at transkribere pre-mRNA ‘ er med masser af introner., Alternativt kan introner være ikke-funktionelle sekvensrester tilbage fra fusionen af gamle gener gennem hele evolutionen. Dette understøttes af det faktum, at separate eksoner ofte koder for separate proteinunderenheder eller domæner. For det meste kan sekvenserne af introner muteres uden i sidste ende at påvirke proteinproduktet.

Intronbehandling

alle introner i et præ-mRNA skal fjernes fuldstændigt og præcist inden proteinsyntese., Hvis processen fejler ved endda et enkelt nukleotid, ville læsningsrammen for de genindtrådte eksoner skifte, og det resulterende protein ville være dysfunktionelt. Processen med at fjerne introner og genoprette e .oner kaldes splejsning. Introner fjernes og nedbrydes, mens præ-mRNA stadig er i kernen. Splejsning sker ved en sekvensspecifik mekanisme, der sikrer, at introner fjernes, og eksoner genindtrådte med nøjagtigheden og præcisionen af et enkelt nukleotid. Splejsningen af pre-mRNA ‘ er udføres af komplekser af proteiner og RNA-molekyler kaldet spliceosomer.,

Pre-mRNA splejsning: Pre-mRNA splejsning omfatter den præcise fjernelse af introns fra den primære RNA-transkript. Splejsningsprocessen katalyseres af store komplekser kaldet spliceosomer. Hver spliceosom er sammensat af fem underenheder kaldet snRNPs. De splejseome ‘ s handlinger resulterer i splejsning sammen af de to e .ons og frigivelse af intron i en lariat form.

hvert spliceosom er sammensat af fem underenheder kaldet snrnp ‘ er (for små nukleare ribonukleopartikler og udtalt “snurp ‘ er”.,) Hver snRNP er i sig selv et kompleks af proteiner og en speciel type RNA, der kun findes i kernen kaldet snRNAs (små nukleare RNA ‘ er). Spliceosomer genkender sekvenser i intronens 5 ‘ende, fordi introner altid starter med nukleotiderne GU, og de genkender sekvenser i intronens 3’ ende, fordi de altid slutter med nukleotiderne AG. Spliceosomet spalter præ-mRNA ‘ s sukkerphosphat-rygrad ved G, der starter intronen og derefter kovalent fastgør denne g til et Indre et nukleotid i intronen., Derefter forbinder spliceosmen 3 ‘- enden af den første e .on med 5′ – enden af den følgende e .on, idet intronens 3’ – ende spaltes i processen. Dette resulterer i splejsning sammen af de to e .ons og frigivelse af intron i en lariat form.

mekanisme for præ-mRNA splejsning.: Spliceosomets snRNPs blev udeladt af denne figur, men det viser de steder inden for intronen, hvis interaktioner katalyseres af spliceosomet., Indledningsvis spaltes den konserverede g, der starter en intron, fra 3′ – enden af e .onen opstrøms til den, og G er kovalent fastgjort til et indre A i intronen. Derefter forbindes 3 ‘- enden af den netop frigivne e .on til 5′ – slutningen af den næste e .on, spaltning af bindingen, der fastgør 3’ – enden af intronen til dens tilstødende e .on. Dette både slutter sig til de to e .ons og fjerner intron i lariat form.