biobiobio


 

mRNA

mrna Kwas rybonukleinowy mRNA jest pojedynczą cząsteczką RNA (ssRNA), stanowiącą nośnik informacji genetycznej, zawartej w sekwencji zasad azotowych. Na jej podstawie polimeryzowane są aminokwasy według określonej kolejności. Dzięki temu procesowi powstaje produkt końcowy ekspresji informacji genetycznej, czyli białko. W nukleotydach mRNA zapisana jest, kodem genetycznym, sekwencja aminokwasów polipeptydów. Jeden kodon składa się z trzech nukleotydów.


Kodony tworzące kod genetyczny

64 kodony tworzące kod genetyczny można podzielić na grupy. Kodony wchodzące w skład jednej grupy kodują jeden aminokwas. Kod genetyczny ma 4 kodony przestankowe: kodon inicjacyjny (AUG) oraz kodony terminacyjne (UAG, UAA, UGA). Procesy syntezy i dojrzewania mRNA u organizmów prokariotycznych i eukariotycznych znacznie różnią się od siebie.

Podstawową różnicą pomiędzy mRNA bakteryjnym a eukariotycznym, jest to, że mRNA bakterii w zasadzie nie podlega dojrzewaniu – nie zawiera intronów. Pierwotny transkrypt syntetyzowany przez polimerazę RNA jest od razu dojrzałym mRNA i jeszcze przed zakończeniem transkrypcji rozpoczyna się translacja. mRNA jest syntetyzowany na matrycy DNA. Rybonukleotydy są dodawane do końca 3’ transkryptu RNA na zasadzie komplementarnego łączenia zasad. W czasie procesu elongacji łańcucha mRNA tworzy się pęcherzyk transkrypcyjny, wewnątrz którego znajduje się hybryda DNA-RNA. Pęcherzyk przesuwa się po matrycy i uwalniany jest transkrypt. Zakończenie transkrypcji może przebiegać z udziałem samodzielnych terminatorów lub białka Rho. mRNA bakteryjny jest policistronowy, co oznacza że zawiera informacje dotyczące budowy wielu różnych białek.


mRNA eukariotyczne


W odróżnieniu od organizmów prokariotycznych wszystkie eukariotyczne mRNA mają czapeczkę przyłączoną na końcu 5’, większość z nich jest poliadenylowana przez dodanie serii adenozyn do końca 3’, wiele transkryptów zawiera introny i podlega procesowi składania, a niektóre są poddawane redagowaniu. Tworzenie się czapeczki to wieloetapowy proces, który rozpoczyna się w niedługim czasie po zajściu efektywnej inicjacji i oddaleniu się polimerazy od promotora. Pierwszym etapem tego procesu jest dodanie guanozyny do końca 5’ RNA. W drugim etapie następuje przekształcenie końcowej guanozyny w 7-metyloguanozynę. Czapeczka może być istotna dla eksportu mRNA z jądra, ale jej podstawową rolą jest udział w procesie inicjacji translacji. Proces elongacji łańcucha u eukariotów jest znacznie dłuższy, co jest spowodowane obecnością intronów oraz występowaniem nukleosomów. Praktycznie wszystkie eukariotyczne mRNA mają serię do 250 adenozyn na końcach 3’. Nukleotydy te nie są zakodowane w DNA, ale dodawane do transkryptu przez polimerazę RNA niezależną od matrycy zwaną polimerazą poli(A). Najczęściej poliadenylacja stanowi nieodłączną część procesu terminacji transkrypcji. Rola „ogona” poli(A) nie jest do końca znana. Zakłada się, że może mieć on wpływ na stabilność RNA oraz pełnić funkcje w inicjacji translacji. Powstały pre-mRNA u eukariotów podlega procesowi dojrzewania, który polega wycinaniu intronów. Eukariotyczny pre-mRNA może zawierać ponad 100 intronów, stanowiących znaczną część transkryptu. Muszą one zostać wycięte, a eksony połączone w odpowiedni sposób, aby transkrypt mógł funkcjonować jako dojrzały mRNA. Dwa podstawowe typy intronów to: GU-AG i AU-AC, które znajdują się w genach eukariotycznych kodujących białka.


Obróbka kwasu mRNA


Szlak wycinania intronów można podzielić na dwa etapy:

- cięcie po stronie 5’ intronu,

- cięcie po stronie 3’ intronu i połączenie eksonów.

Centralnymi składnikami aparatu do wycinania intronów typu GU-AG są snRNA zwane U1, U2, U4, U5 i U6. Są to krótkie cząsteczki u kręgowców mające długość od 106 do 185 nukleotydów. Wiążą się one z czynnikami białkowymi, tworząc małe jądrowe rybonukleoproteiny (snRNP), które łącznie z innymi czynnikami białkowymi tworzą serie kompleksów, które przeprowadzają dwa etapy reakcji składania, której dokładny mechanizm nie jest do końca znany.

Wycinanie intronów AU-AC przebiega identycznie jak GU-AG, ale bierze w nim udział odmienny zestaw czynników związanych z wycinaniem. Introny AU-AC zostały wykorzystane do badania modeli oddziaływań zachodzących w czasie wycinania intronów GU-AG. Badania te pomogły zdefiniować strukturę powstającą w wyniku łączenia się w pary komplementarnych zasad, wytworzoną pomiędzy U2 i U6 snRNA w kompleksie wycinającym introny GU-AG (Tarn i Steitz, 1996).

Redagowanie mRNA przebiegające na drodze modyfikacji chemicznych stwarza możliwość zmiany właściwości kodujących transkrypt, prowadząc do odpowiedniej zmiany sekwencji aminokwasowej zakodowanego białka.

Populacja cząsteczek mRNA obecnych w komórce w danym momencie jest wynikiem stanu równowagi między syntezą nowych mRNA w procesie transkrypcji i usuwaniem już istniejących mRNA w procesach degradacji. Bakteryjne mRNA są na ogół degradowane bardzo szybko z udziałem kompleksu multienzymatycznego zwanego degradosomem. Zawiera on endo- i egzonukleazy. Eukariotyczne mRNA są cząsteczkami żyjącymi dłużej od prokariotycznych. Szlaki degradacji u wyższych eukariotów są słabo poznane. Prawdopodobnie wstępem do degradacji mRNA jest utrata łańcucha poli(A) i usunięcie czapeczki.


Mitochondrialny mtRNA


W skład tej grupy RNA wchodzą cząsteczki RNA występujące w mitochondriach i stanowiące odpowiednik mRNA, rRNA i tRNA. Do mtRNA należą mt mRNA, kodujący 13 białek, mt rRNA oraz mt tRNA. W cząsteczkach mt tRNA kręgowców czasami brakuje niektórych elementów struktury. Na przykład ludzki mitochondrialny tRNASer nie ma ramienia D.


Literatura:
Negrini M, Nicoloso MS, Calin GA. MicroRNAs and cancer – new paradigms in molecular oncology. Curr Opin Cell Biol. 2009, 21(3):470-9.
Berg J.M., Tymoczko J., Stryer L. Biochemistry. 2007.
Genetyka Molekularna. Praca zbiorowa pod redakcją Piotra Węgleńskiego, PWN 1995.
Brown T.A. Genomy. Polskie Wydawnictwo Naukowe 2001.

Komentarze

Widok Uszereguj
Tylko zarejestrowani mogą dodawać komentarze. Zarejestruj się/Zaloguj

Podręcznik biotechnologii

Menu podręczne

Kto jest online

41 anonymous users oraz 0 registered users online.

Jesteś niezarejestrowanym lub niezalogowanym użytkownikiem.


 

Facebook

Gadżety

Sklep e-biotechnologia.pl
Tematyczne kubki, koszulki, bluzy etc.


Zapraszamy do sklepu

Na skróty

Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego Narodowe Centrum Nauki Narodowe Centrum Badań i Rozwoju Ośrodek Przetwarzania Informacji PAP - Nauka w Polsce Forum Akademickie Fundacja na rzecz Nauki Polskiej Wirtualna Biblioteka Nauki Scopus NCBI PubMed Nature Science Cell

 
 
Partnerzy:

laboratoria.net Nauka w Polsce Academio Fundacja NanoNet BioCen - BioCentrum Edukacji Naukowej Notatek.pl cebioforum.com materialyinzynierskie.pl Wspieram.to - POLSKI KICKSTARTER - Polska platforma finansowania społecznoœciowego.Tu zrealizujš się Twoje pomysły.

Portal: Redakcja . Współpraca . Kontakt . Polecamy



Wszystkie prawa zastrzeżone 2006-2013 e-biotechnologia.pl
stat4u