Boundless Biology

mRNA Processing

eukaryotic pre-mRNA ontvangt een 5 ‘cap en een 3’ poly (A) staart voordat introns worden verwijderd en het mRNA wordt beschouwd als klaar voor vertaling.

Pre-mRNA verwijdert verwerking

Het eukaryotische pre-mRNA ondergaat een uitgebreide verwerking voordat het klaar is om te worden vertaald., De extra stappen betrokken bij eukaryotic mRNA rijping leiden tot een molecule met een veel langere halfwaardetijd dan prokaryotic mRNA. Eukaryotic mRNAs duren enkele uren, terwijl de typische E. coli mRNA duurt niet meer dan vijf seconden.

Pre-mRNA ‘ s worden eerst gecoat in RNA-stabiliserende eiwitten; deze beschermen het pre-mRNA tegen afbraak terwijl het wordt verwerkt en geëxporteerd uit de kern., De drie belangrijkste stappen van pre-mRNA verwerking zijn de toevoeging van het stabiliseren en signalerende factoren bij de einden 5′ en 3’ van de molecule, en de verwijdering van tussenliggende opeenvolgingen die niet de aangewezen aminozuren specificeren. In zeldzame gevallen kan het mRNA-transcript worden “bewerkt” nadat het is getranscribeerd.

5′ Cap

terwijl het pre-mRNA nog steeds wordt gesynthetiseerd, wordt een 7-methylguanosine cap toegevoegd aan het 5′ einde van het groeiende transcript door een 5′-op-5′ fosfaatverbinding. Dit deel beschermt de ontluikende mRNA tegen degradatie., Bovendien, erkennen de initiatiefactoren betrokken bij eiwitsynthese GLB om te helpen vertaling door ribosomen in werking te stellen.

5′ cap structuur: het afdekken van het pre-mRNA impliceert de toevoeging van 7-methylguanosine (m7G) aan het 5′ – uiteinde. Het GLB beschermt het eind 5 ‘ van het primaire transcript van RNA van aanval door ribonucleases en door eukaryotic initiatiefactoren wordt erkend betrokken bij het assembleren van het ribosoom op rijpe mRNA voorafgaand aan het initiëren van vertaling.,

3′ Poly-a-staart

terwijl RNA-Polymerase II nog steeds stroomafwaarts van het eigenlijke einde van een gen wordt getranscribeerd, wordt het pre-mRNA gesplitst door een endonuclease-bevattend eiwitcomplex tussen een AAUAAA-consensusreeks en een Gu-rijke sequentie. Dit geeft functionele pre-mRNA van de rest van het transcript vrij, dat nog aan de Polymerase van RNA in bijlage is., Een enzym genaamd poly (a) polymerase (PAP) maakt deel uit van hetzelfde eiwitcomplex dat de pre-mRNA splijt en het voegt onmiddellijk een koord van ongeveer 200 A nucleotiden, genoemd de poly (a) staart, aan het 3′ einde van de net-gespleten pre-mRNA. De staart van poly (A) beschermt mRNA tegen degradatie, helpt in de uitvoer van rijpe mRNA aan het cytoplasma, en is betrokken bij bindende proteã NEN betrokken bij het initiëren van vertaling.

Poly (a) Polymerase voegt een 3′ poly (A)-staart toe aan de pre-mRNA.,: Pre-mRNA wordt gespleten van de rest van het groeiende transcript voordat de polymerase II van RNA het transcriberen heeft gestopt. Deze splitsing wordt gedaan door een endonuclease-bevattende eiwitcomplex dat aan een aauaaa opeenvolging stroomopwaarts van de splitsing plaats en aan een Gu-rijke opeenvolging stroomafwaarts van de besnoeiingsplaats bindt. Direct na de splitsing katalyseert Poly (a) Polymerase (PAP), die ook deel uitmaakt van het eiwitcomplex, de toevoeging van maximaal 200 A-nucleotiden aan het 3′-einde van het net-gespleten pre-mRNA.,

Pre-mRNA Splicing

eukaryotische genen zijn samengesteld uit exonen, die overeenkomen met eiwitcoderende sequenties (ex-on betekent dat ze worden uitgedrukt), en tussenliggende sequenties genaamd introns (int-ron geeft hun tussenliggende rol aan), die betrokken kunnen zijn bij genregulatie, maar tijdens de verwerking uit het pre-mRNA worden verwijderd. De opeenvolgingen van Intron in mRNA coderen geen functionele proteã nen.,

ontdekking van Introns

De ontdekking van introns kwam als een verrassing voor onderzoekers in de jaren zeventig, die verwachtten dat pre-mRNAs eiwitsequenties zou specificeren zonder verdere verwerking, zoals ze hadden waargenomen in prokaryoten. De genen van hogere eukaryoten bevatten vaak één of meer introns. Terwijl deze gebieden met regelgevende opeenvolgingen kunnen corresponderen, is de biologische betekenis van het hebben van vele introns of het hebben van zeer lange introns in een gen onduidelijk. Het is mogelijk dat introns genuitdrukking vertragen omdat het langer duurt om pre-mRNAs met veel introns te transcriberen., Als alternatief kunnen introns niet-functionele opeenvolgingsresten zijn die overblijven van de fusie van oude genen door evolutie. Dit wordt gesteund door het feit dat afzonderlijke exons vaak afzonderlijke eiwitsubeenheden of domeinen coderen. Voor het grootste deel, kunnen de opeenvolgingen van introns worden gemuteerd zonder uiteindelijk het eiwitproduct te beà nvloeden.

Intron Processing

alle introns in een pre-mRNA moeten volledig en nauwkeurig worden verwijderd voordat de eiwitsynthese plaatsvindt., Als het proces door zelfs één enkel nucleotide dwaalt, zou het lezingskader van de opnieuw aangesloten exons verschuiven, en de resulterende proteã ne dysfunctioneel zou zijn. Het proces van het verwijderen van introns en het opnieuw verbinden van exons heet splicing. Introns worden verwijderd en gedegradeerd terwijl pre-mRNA nog in de kern is. Het verbinden komt door een opeenvolging-specifiek mechanisme voor dat introns verzekert zullen worden verwijderd en exons met de nauwkeurigheid en de precisie van één enkel nucleotide weer verenigd. Het verbinden van pre-mRNAs wordt geleid door complexen van proteã nen en de molecules van RNA genoemd spliceosomes.,

Pre-mRNA-splicing: Pre-mRNA-splicing omvat de precieze verwijdering van introns uit het primaire RNA-transcript. Het verbindingsproces wordt gekatalyseerd door grote complexen genoemd spliceosomes. Elk spliceosoom is samengesteld uit vijf subeenheden genoemd snRNPs. De acties van de spliceseome resulteren in het samenvoegen van de twee exons en de release van de intron in een laariat vorm.

elk spliceosoom bestaat uit vijf subeenheden die snRNPs worden genoemd (voor kleine kernribonucleopartikels, en uitgesproken als “snurps”.,) Elke snRNP is zelf een complex van proteã nen en een speciaal type van RNA dat slechts in de kern wordt gevonden genoemd snRNAs (kleine nucleaire RNAs). Spliceosomes erkennen opeenvolgingen aan het eind 5 ‘van intron omdat introns altijd met nucleotiden GU beginnen en zij opeenvolgingen aan het eind 3’ van intron erkennen omdat zij altijd met nucleotiden AG eindigen. Het spliceosoom splijt de backbone van het suikerfosfaat van pre-mRNA bij G die intron begint en dan covalent dat G aan een intern nucleotide binnen intron vastmaakt., Vervolgens verbindt de spliceosme het 3 ‘einde van het eerste exon met het 5′ einde van het volgende exon, waarbij het 3’ einde van het intron in het proces wordt gespleten. Dit resulteert in het samenvoegen van de twee exons en de release van de intron in een laariat vorm.

mechanisme van pre-mRNA-splicing.: SnRNPs van spliceosome werden uit dit cijfer verlaten, maar het toont de plaatsen binnen intron waarvan de interactie door spliceosome wordt gekatalyseerd., Aanvankelijk, wordt behouden G die een intron begint gespleten van het 3 ‘ eind van exon stroomopwaarts aan het en G is covalent verbonden aan een interne A binnen intron. Vervolgens wordt het 3′-einde van de zojuist uitgebrachte exon verbonden met het 5′ – einde van de volgende exon, waarbij de band die het 3’ – einde van de intron aan zijn aangrenzende exon hecht, wordt gesplitst. Dit voegt zich beide bij de twee exons en verwijdert de intron in lariat vorm.