18. Na czym polega obróbka mRNA u Eucaryota.
U Procaryota kwas mRNA nie wymaga przed translacją żadnych modyfikacji i translacja rozpoczyna się jeszcze przed zakończeniem transkrypcji. W przeciwieństwie do prokariotów, pierwotne transkrypty eukariotycznych genów podlegają procesom dojrzewania w jądrze. Dopiero po tym etapie dojrzałe mRNA przechodzi do cytoplazmy i na jego podstawie zachodzi translacja.
Obróbka mRNA odbywa się przez:
Modyfikację 5`
Poliadenylację
Splicing
Modyfikacja 5`
Do końca 5` kwasu nukleinowego przyłączana jest struktura określana jako czapeczka (cap) jest to metylowany nukleotyd guaninowy. Ma to na celu ochronę przed nukleazami i umożliwia rozpoznanie cząsteczki mRNA przez rybosom i inicjację translacji.
Ochronną funkcję pełni także poliadenylacja. Ma ona także zadanie stabilizujące i uczestniczy w kontroli procesu translacji. Poliadenylacja polega na przyłączeniu do końca 3` sekwencji 200-300 nukleotydów adeninowych. Dokonuje tego enzym polimeraza RNA niezależna od DNA. Na podstawie długości ogona poli A można także określić wiek mRNA.
Jednak głównym etapem obróbki RNA umożliwiającym uzyskanie na jego podstawie prawidłowego łańcucha polipeptydowego jest Splicing. Proces ten jest wynikiem nieciągłości w budowie genów u Eucaryota. Występują u nich odcinki kodujące czyli egzony i niekodujące introny. Splicing jest procesem wycinania intronów z pre-mRNA i łączenia ze sobą poszczególnych egzonów.
Jest to proces zachodzący bezbłędnie ponieważ w czasie transkrypcji następuje proces doboru egzonów przy czym ważna jest ich odpowiednia wielkość, odległość między nimi oraz odpowiednie sekwencje początkowe i końcowe.
Wszystkie introny zaczynają się od GU a bardzo często sekwencja końca egzonu i początku intronu to AGGUAAGU, podobnie wszystkie introny kończą się AG a sekwencja często to CAGG. Ponadto aby proces zaszedł prawidłowo potrzebna jest tzw. punkt rozgałęzienia który tworzy nukleotyd adeninowy w odpowieniej odległości od końcowej sekwencji. Reakcję katalizuje kompleks zwany spiceosomem w skład którego wchodzi snRNA i białka. Kompleks ten umożliwia po przyłączeniu do intonu jego sfałdowanie to powoduje tzw. atak grupy 2`OH nukleotydu A na początkowy nukleotyd G, następuje rozcięcie w miejscu splicingowym i połączenie A z G z wytworzeniem struktury „lassa”. Następnie dochodzi do przecięcia pomiędzy końcem intronu i początkiem kolejnego egzonu. Dochodzi do połączenia egoznów a „lasso” zostaje strawione przez odpowiednie RNAzy.
Ciekawym zjawiskiem jest fakt, że dla niektórych genów istnieje więcej niż jeden sposób złożenia tran skryptu. Wówczas mówimy o alternatywnym splicingu, w wyniku takiego procesu 1 gen może odpowiadać za produkcję kilku białek. Mechanizm alternatywnego składania polega na tym, że w wyniku nierozpoznania końców bądź początków egzonu może on wejść lub też nie w skład ostatecznego transkryptu. Nierozpoznanie odpowiednich sekwencji zachodzi głównie w wyniku przyłączenia się białka splicingowego do niektórych złączek EGZON-INTRON.