procesarea ARNm
pre-ARNm eucariot primește un capac de 5′ și o coadă de 3′ poli (a) înainte ca intronii să fie îndepărtați și ARNm este considerat pregătit pentru traducere.
Obiectivele de Învățare
descriu etapele de pre-arnm de procesare
Takeaways Cheie
Puncte-Cheie
- 7 methylguanosine pac este adăugat la sfârșitul 5′ al pre-arnm în timp ce alungirea este încă în curs de desfășurare. Capacul 5 ‘ protejează ARNm-ul în curs de dezvoltare de degradare și ajută la legarea ribozomului în timpul traducerii.,
- o coadă Poli (A) este adăugată la capătul 3′ al pre-ARNm odată ce alungirea este completă. Coada poli (A) protejează ARNm de degradare, ajută la exportul ARNm matur în citoplasmă și este implicată în legarea proteinelor implicate în inițierea traducerii.
- intronii sunt eliminați din pre-ARNm înainte ca ARNm să fie exportat în citoplasmă.,
Termeni-Cheie
- intron: o parte de o fracțiune de gene, care este inclus în pre-ARN transcrieri dar este eliminat în timpul ARN prelucrarea și s-au degradat rapid
- fragment: un anumit segment dintr-o moleculă
- spliceosome: un complex dinamic de ARN și proteine subunitățile care elimină intronilor din arnm precursor
Pre-arnm de Procesare
eucariote pre-arnm este metabolizată în proporție mare de prelucrare înainte de a fi gata pentru a fi traduse., Etapele suplimentare implicate în maturarea ARNm eucariote creează o moleculă cu un timp de înjumătățire mult mai lung decât un ARNm procariot. ARNm eucariote durează câteva ore, în timp ce ARNm tipic de E. coli nu durează mai mult de cinci secunde.
pre-mRNAs sunt mai întâi acoperite în proteine Stabilizatoare de ARN; acestea protejează pre-ARNm de degradare în timp ce este procesat și exportat din nucleu., Cele mai importante trei etape ale procesării pre-ARNm sunt adăugarea factorilor de stabilizare și semnalizare la capetele 5′ și 3′ ale moleculei și îndepărtarea secvențelor care intervin care nu specifică aminoacizii corespunzători. În cazuri rare, transcrierea mRNA poate fi” editată ” după ce este transcrisă.
5 ‘plafonarea
în timp ce pre-ARNm este încă sintetizat, un capac de 7-metilguanozină este adăugat la sfârșitul 5′ a transcrierii în creștere printr-o legătură de fosfat 5′ – la-5′. Această parte protejează ARNm-ul în curs de dezvoltare de degradare., În plus, factorii de inițiere implicați în sinteza proteinelor recunosc capacul pentru a ajuta la inițierea traducerii prin ribozomi.
5′ pac structura: Plafonarea de pre-arnm presupune adăugarea a 7-methylguanosine (m7G) la 5′ end. Capacul protejează capătul 5′ al transcrierii ARN primare de atacul ribonucleazelor și este recunoscut de factorii de inițiere eucarioți implicați în asamblarea ribozomului pe ARNm Matur înainte de inițierea traducerii.,
3′ Poly-O Coada
în Timp ce ARN Polimeraza II este încă transcrierea în aval de buna sfârșitul unei gene, pre-arnm este despicat de un endonucleaze-conțin proteine complexe între un AAUAAA succesiune de consens și un GU-bogat secvență. Aceasta eliberează pre-ARNm funcțional din restul transcrierii, care este încă atașat la ARN polimeraza., O enzimă numită Poli (a) polimerază (PAP) face parte din același complex proteic care scindează pre-ARNm și adaugă imediat un șir de nucleotide de aproximativ 200 A, numite coada Poli (a), la capătul 3′ al pre-ARNm doar scindat. Coada Poli (a) protejează ARNm de degradare, ajută la exportul ARNm matur în citoplasmă și este implicată în legarea proteinelor implicate în inițierea traducerii.
Poli (a) polimeraza adaugă o coadă 3′ poli (a) la pre-ARNm.,: Pre-ARNm este scindat de pe restul transcrierii în creștere înainte ca ARN polimeraza II să înceteze transcrierea. Această scindare se face printr-un complex proteic care conține endonuclează care se leagă de o secvență AAUAAA în amonte de locul de scindare și de o secvență bogată în GU în aval de locul tăiat. Imediat după scindare, Poli (a) polimeraza (PAP), care face parte și din complexul proteic, catalizează adăugarea a până la 200 a nucleotide la capătul 3′ al pre-ARNm scindat.,genele eucariote sunt compuse din exoni, care corespund secvențelor de codificare a proteinelor (ex-on semnifică faptul că acestea sunt exprimate) și secvențe care intervin numite introni (int-ron denotă rolul lor de intervenție), care pot fi implicate în reglarea genelor, dar sunt eliminate din pre-ARNm în timpul procesării. Secvențele intronice din ARNm nu codifică proteinele funcționale.,
descoperirea intronilor
descoperirea intronilor a fost o surpriză pentru cercetătorii din anii 1970 care se așteptau ca pre-ARN-urile să specifice secvențele de proteine fără prelucrare ulterioară, așa cum au observat în procariote. Genele eucariotelor superioare conțin foarte des unul sau mai mulți introni. În timp ce aceste regiuni pot corespunde secvențelor de reglementare, semnificația biologică de a avea mulți introni sau de a avea introni foarte lungi într-o genă este neclară. Este posibil ca intronii să încetinească expresia genelor, deoarece este nevoie de mai mult timp pentru a transcrie pre-mRNAs cu o mulțime de introni., Alternativ, intronii pot fi resturi de secvență nefuncționale rămase din fuziunea genelor antice de-a lungul evoluției. Acest lucru este susținut de faptul că exonii separați codifică adesea subunități sau domenii proteice separate. În cea mai mare parte, secvențele de introni pot fi mutate fără a afecta în cele din urmă produsul proteic.
prelucrarea intronilor
toți intronii dintr-un pre-ARNm trebuie îndepărtați complet și precis înainte de sinteza proteinelor., Dacă procesul greșește chiar și cu o singură nucleotidă, cadrul de citire al exonilor reintroduceți s-ar schimba, iar proteina rezultată ar fi disfuncțională. Procesul de îndepărtare a intronilor și reconectarea exonilor se numește îmbinare. Intronii sunt îndepărtați și degradați în timp ce pre-ARNm este încă în nucleu. Îmbinarea are loc printr-un mecanism specific secvenței care asigură că intronii vor fi îndepărtați și exonii vor fi reintroduși cu precizia și precizia unui singur nucleotid. Îmbinarea pre-mRNAs este efectuată de complexe de proteine și molecule de ARN numite spliceozomi.,
Pre-arnm despicare: Pre-arnm despicare implică eliminarea corectă a introni de primar ARN transcript. Procesul de îmbinare este catalizat de complexe mari numite spliceosomi. Fiecare spliceosom este compus din cinci subunități numite snRNPs. Acțiunile spliceseome au ca rezultat îmbinarea celor doi exoni și eliberarea intronului într-o formă lariat.
Fiecare spliceosome este format din cinci subunități numite snRNPs (pentru mic nucleare ribonucleoparticles, și se pronunță „snurps”.,) Fiecare snRNP este în sine un complex de proteine și un tip special de ARN găsit numai în nucleu numit snRNAs (small nuclear RNAs). Spliceosomii recunosc secvențe la capătul 5 ‘al intronului, deoarece intronii încep întotdeauna cu nucleotidele GU și recunosc secvențe la capătul 3′ al intronului, deoarece se termină întotdeauna cu nucleotidele AG. Spliceozomul scindează coloana vertebrală a fosfatului de zahăr pre-ARNm la G care începe intronul și apoi leagă covalent acel G de o nucleotidă internă A din intron., Apoi spliceosme conectează capătul 3’ al primului exon la capătul 5 ‘al următorului exon, scindând capătul 3’ al intronului în proces. Aceasta are ca rezultat îmbinarea celor doi exoni și eliberarea intronului într-o formă lariat.
mecanismul de despicare pre-ARNm.: La snRNPs de spliceosome au fost lăsate afară de această cifră, dar se arată pe site-uri în intron a căror interacțiuni sunt catalizate de către spliceosome., Inițial, g conservat care începe un intron este scindat de la capătul 3 ‘ al exonului în amonte de acesta și G este atașat covalent la un A intern în interiorul intronului. Apoi, capătul 3 ‘al exonului abia eliberat este unit cu capătul 5’ al următorului exon, scindând legătura care atașează capătul 3 ‘ al intronului la exonul său adiacent. Aceasta se alătură celor doi exoni și elimină intronul în formă de lariat.