Boundless Biology (Italiano)

mRNA Processing

Il pre-mRNA eucariotico riceve un cappuccio da 5′ e una coda da 3′ poli (A) prima che gli introni vengano rimossi e l’mRNA sia considerato pronto per la traduzione.

Pre-Elaborazione dell’mRNA

eucariotica pre-mRNA è sottoposto a un’accurata elaborazione prima che sia pronto per essere tradotto., I passaggi aggiuntivi coinvolti nella maturazione dell’mRNA eucariotico creano una molecola con un’emivita molto più lunga rispetto a un mRNA procariotico. Gli MRNA eucariotici durano diverse ore, mentre il tipico mRNA di E. coli dura non più di cinque secondi.

I pre-mRNA sono dapprima rivestiti in proteine stabilizzanti l’RNA; queste proteggono il pre-mRNA dalla degradazione mentre viene elaborato ed esportato fuori dal nucleo., I tre passaggi più importanti dell’elaborazione pre-mRNA sono l’aggiunta di fattori stabilizzanti e di segnalazione alle estremità 5 ‘e 3’ della molecola e la rimozione di sequenze intermedie che non specificano gli amminoacidi appropriati. In rari casi, la trascrizione dell’mRNA può essere “modificata” dopo essere stata trascritta.

5′ Capping

Mentre il pre-mRNA è ancora in fase di sintesi, un cappuccio di 7-metilguanosina viene aggiunto all’estremità 5′ della trascrizione crescente da un legame di fosfato da 5’a 5′. Questa frazione protegge il nascente mRNA dalla degradazione., Inoltre, i fattori di iniziazione coinvolti nella sintesi proteica riconoscono il cap per aiutare a iniziare la traduzione da parte dei ribosomi.

5′ struttura del cappuccio: il capping del pre-mRNA comporta l’aggiunta di 7-metilguanosina (m7G) all’estremità 5′. Il cappuccio protegge l’estremità 5′ della trascrizione primaria dell’RNA dall’attacco dalle ribonucleasi ed è riconosciuto dai fattori eucariotici di inizio coinvolti nell’assemblaggio del ribosoma sull’mRNA maturo prima di iniziare la traduzione.,

3′ Poly-A Tail

Mentre l’RNA polimerasi II sta ancora trascrivendo a valle dell’estremità corretta di un gene, il pre-mRNA viene scisso da un complesso proteico contenente endonucleasi tra una sequenza di consenso AAUAAA e una sequenza ricca di GU. Questo rilascia il pre-mRNA funzionale dal resto della trascrizione, che è ancora attaccato alla RNA polimerasi., Un enzima chiamato poli (A) polimerasi (PAP) fa parte dello stesso complesso proteico che scinde il pre-mRNA e aggiunge immediatamente una stringa di circa 200 nucleotidi A, chiamata coda poli (A), all’estremità 3′ del pre-mRNA appena scisso. La coda poli (A) protegge l’mRNA dalla degradazione, aiuta nell’esportazione dell’mRNA maturo nel citoplasma ed è coinvolta nelle proteine leganti coinvolte nell’avvio della traduzione.

La poli (A) polimerasi aggiunge una coda di 3′ poli (A) al pre-mRNA.,: Il pre-mRNA viene scisso dal resto della trascrizione in crescita prima che la RNA polimerasi II abbia smesso di trascrivere. Questa scissione è fatta da un complesso proteico contenente endonucleasi che si lega a una sequenza AAUAAA a monte del sito di scissione e ad una sequenza ricca di GU a valle del sito di taglio. Subito dopo la scissione, la poli (A) polimerasi (PAP), che fa anche parte del complesso proteico, catalizza l’aggiunta di fino a 200 nucleotidi A all’estremità 3′ del pre-mRNA appena scisso.,

Pre-mRNA Splicing

geni Eucariotici sono composti di esoni, che corrispondono a sequenze codificanti proteine (ex-on significa che essi non sono espressi), e intervenendo sequenze chiamate introni (int)-ron indica loro di intervenire ruolo), che possono essere coinvolti nella regolazione genica, ma vengono rimossi dal pre-mRNA durante la lavorazione. Le sequenze di introni nell’mRNA non codificano le proteine funzionali.,

Scoperta degli introni

La scoperta degli introni è stata una sorpresa per i ricercatori negli anni ‘ 70 che si aspettavano che i pre-MRNA specificassero sequenze proteiche senza ulteriori elaborazioni, come avevano osservato nei procarioti. I geni degli eucarioti superiori contengono molto spesso uno o più introni. Mentre queste regioni possono corrispondere a sequenze regolatorie, il significato biologico di avere molti introni o di avere introni molto lunghi in un gene non è chiaro. È possibile che gli introni rallentino l’espressione genica perché ci vuole più tempo per trascrivere i pre-MRNA con molti introni., In alternativa, gli introni possono essere residui di sequenza non funzionali lasciati dalla fusione di geni antichi durante l’evoluzione. Ciò è supportato dal fatto che esoni separati spesso codificano subunità o domini proteici separati. Per la maggior parte, le sequenze di introni possono essere mutate senza influenzare in ultima analisi il prodotto proteico.

Intron Processing

Tutti gli introni in un pre-mRNA devono essere completamente e precisamente rimossi prima della sintesi proteica., Se il processo sbaglia anche da un singolo nucleotide, il telaio di lettura degli esoni ricongiunti si sposterebbe e la proteina risultante sarebbe disfunzionale. Il processo di rimozione degli introni e riconnessione degli esoni è chiamato splicing. Gli introni vengono rimossi e degradati mentre il pre-mRNA è ancora nel nucleo. Lo splicing avviene mediante un meccanismo specifico della sequenza che garantisce la rimozione degli introni e la ricongiunzione degli esoni con l’accuratezza e la precisione di un singolo nucleotide. Lo splicing dei pre-mRNA è condotto da complessi di proteine e molecole di RNA chiamati spliceosomi.,

Pre-mRNA splicing: lo splicing pre-mRNA comporta la rimozione precisa degli introni dalla trascrizione primaria dell’RNA. Il processo di splicing è catalizzato da grandi complessi chiamati spliceosomi. Ogni spliceosoma è composto da cinque subunità chiamate snRNPs. Le azioni dello spliceseome si traducono nello splicing insieme dei due esoni e nel rilascio dell’introne in una forma lariata.

Ogni spliceosoma è composto da cinque subunità chiamate snRNPs (per piccole ribonucleoparticelle nucleari e pronunciate “snurps”.,) Ogni snRNP è esso stesso un complesso di proteine e un tipo speciale di RNA che si trova solo nel nucleo chiamato snRNAs (piccoli RNA nucleari). Gli spliceosomi riconoscono le sequenze all’estremità 5 ‘dell’introne perché gli introni iniziano sempre con i nucleotidi GU e riconoscono le sequenze all’estremità 3′ dell’introne perché terminano sempre con i nucleotidi AG. Lo spliceosoma fende la spina dorsale del fosfato di zucchero del pre-mRNA al G che inizia l’introne e poi attacca covalentemente quel G a un nucleotide interno all’interno dell’introne., Quindi lo spliceosme collega l’estremità 3′ del primo esone all’estremità 5′ dell’esone successivo, scindendo l’estremità 3’ dell’introne nel processo. Ciò si traduce nello splicing insieme dei due esoni e nel rilascio dell’introne in forma lariata.

Meccanismo di pre-mRNA splicing.: Gli snRNPs dello spliceosoma sono stati lasciati fuori da questa figura, ma mostra i siti all’interno dell’introne le cui interazioni sono catalizzate dallo spliceosoma., Inizialmente, il G conservato che inizia un introne viene scisso dall’estremità 3 ‘ dell’esone a monte ad esso e il G è collegato covalentemente ad un A interno all’interno dell’introne. Quindi l’estremità 3 ‘dell’esone appena rilasciato viene unita all’estremità 5′ dell’esone successivo, scindendo il legame che lega l’estremità 3’ dell’introne al suo esone adiacente. Questo unisce entrambi i due esoni e rimuove l’introne in forma lariat.