DOJRZEWANIE PRE-MRNA

pre-mRNA - RNA będący bezpośrednim produktem transkrypcji, zawiera odcinki kodujące (eksony) i niekodujące (introny).

Polimeraza II - enzym powodujący start syntezy pre-mRNA

Dojrzewanie

Pre-mRNA nim stanie się matrycą pełnowartościową do syntezy cząsteczki białka musi przejść przez proces jakim jest dojrzewanie. Dojrzewanie pre-mRNA, polega na modyfikowaniu obu końców pre-mRNA. Na końcu 5' zostaje dodana czapeczka (cap), a do końca 3' zostaje dodana sekwencja 30-200 nukleotydów adeninowych. To tzw. koniec poli (A).

Dojrzewanie ma w sobie 3 modyfikacje zasadnicze:

-capping ( czyli dodawanie czapeczki )

-poliadenylację która podnosi stabilność transkryptu;

-splicing w nim są eliminowane niekodujące wewnętrzne rejony RNA informacyjnego.

Alternatywna poliadenylacja i splicing generować mogą różne produkty ( mRNA ) które wykrywane są w tkankach różnych, co oznacza, iż jeden gen kodować może więcej niż pojedyncze białko.

Dojrzewanie pre-mRNA stanowi warunek eksportu z jądra transkryptu.

Dojrzały mRNA ulega związaniu z białkami wykazującymi wpływ na translację, stabilność i transport tej cząsteczki.

Capping

wpływa na zwiększenie stabilności pre-mRNA. Zaopatrzony w czapeczkę transkrypt jest mniej wrażliwy na działanie fosfataz i nukleaz tj. enzymów które odpowiedzialne są za degradację kwasu nukleinowego. Rozpoznanie czapeczki jest również ważne w czasie inicjacji translacji.

Tworzenie czapeczki zachodzi z transkrypcją równolegle, przed zsyntezowaniem całości nici mRNA pierwotnego.

Mechanizm wytwarzania czapeczki zawiera w sobie 3 etapy zasadnicze:

-modyfikację trifosforanu z końca 5' poprzez uwolnienie pojedynczej fosforanowej reszty drogą hydrolizy;

-przyłączenie GTP 5'-5'-trifosforanowym wiązaniem;

-metylacja guaniny zachodząca w pozycji N7 czyli przyłączenie metylowej reszty (-CH3 ) do 7-go atomu azotu w danej cząsteczce guaniny.

Poliadenylacja

W pobliżu końca 3' cząsteczki występuje sekwencja zasad, która jest sygnałem do dodania fragmentu złożonego z szeregu nukleotydów adeninowych, czyli tzw. fragmentu poli(A). Enzymy znajdujące się w jądrze rozpoznają ten sygnał i przecinają w tym miejscu cząsteczkę mRNA. Następnie do końca 3' zostaje przyłączone od 30 do 200 nukleotydów adeninowych, tworząc ogon Poli(A).

Syntezę ogona poli(A) zablokować może kordycepina.

Atakowane poprzez nukleazę miejsce nie jest miejscem dowolnym, jest wyznaczone przez sekwencję: AAUAAA zlokalizowanej w zróżnicowanej odległości od miejsca przeznaczonego działania enzymu.

Specyficzna nukleaza tnie kwas nukleinowy nici pre-mRNA na cząsteczki. Do ostatniego nukleotydu (końca 3`) polimeraza II RNA dodaje kolejne adeninowe nukleotydy. Powstaje ogon poliA.

Podobnie jak czapeczka ogon poli A chroni cząsteczkę transkryptu pierwotnego przed działaniem różnych nukleaz. Ponadto może mieć znaczenie w procesie translacji, bowiem okazuje się, iż transkrypt bez ogona poli A stanowi matrycę mniej wydajną przy syntezie różnych białek.

Polimeraza II RNA dodaje na końcu 3' transkryptu pierwotnego kolejne adeninowe nukleotydy dopiero po tym jak zadziała specyficzna nukleaza czyli enzym tnący nukleinowy kwas w ramach jego cząsteczki. Odcinek poli A nie jest jak się okazuje dołączany do nukleotydu ostatniego wbudowanego w drodze transkrypcji, lecz do tego właśnie, który okazał się ostatnim nukleotydem po rozcięciu danej nici pre-mRNA

Wycinanie intronów - splicing

Nim powstanie dojrzały, ostateczny mRNA mogący podlegać translacji, pre-mRNA musi zostać pozbawiony intronów. Proces ten wykorzystuje jeden aparat enzymatyczny wspólny dla pozbywania się wszystkich intronów.

To oznacza, iż introny muszą posiadać pewne wspólne elementy (sekwencje konsensus), które rozpoznawane są przez wspomniany splicingowy aparat. Z porównywania różnych -sekwencji intronów wynika, iż łączą je podobieństwa następujące:

-na końcu 5' posiadają zawsze kolejno: guaninową oraz uracylową resztę (5'- GU)

-na ich końcu 3' występuje guaninowa reszta poprzedzona adeninową resztą (AG - 3')

-zawierają wewnątrz tzw. miejsce rozgałęzienia; kluczową rolę dla splicingu w tym miejscu odgrywa adeninowy nukleotyd.

Etapy splicingu:

1.Przecięcie lewego końca (5') intronu - tworzy się pętla między końcem 5' i przy końcu 3'

2. Nacięcie drugiego końca powoduje uwolnienie pętli.

3. Eksony łączą się w jednolitą matrycę.

Spliceosom

Struktura katalizująca proces przekształcania pierwotnego tran skryptu na mRNA. Składa się z małych, jądrowych cząsteczek rybonukleoproteinowych (sn-RNP) oraz białek, towrzących wspólnie kompleksy.

Wyróżnić można 5 rodzajów sn-RNP: U1, U2, U4, U5 oraz U6, a każdy z nich pełni istotną, odrębną funkcję:

- U1- ulega połączeniu ze splicingowym miejscem 3' i 5' w oparciu o zasadę komplementarności, bowiem zawiera on w swojej komponencie rybonukleinowej sekwencję komplementarną względem styków egzon - intron ;

- U2 - umożliwia wiązanie miejsca rozgałęzienia;

- U6 - obecne w kompleksie w połączeniu z U5 i U4, katalizuje splicing.

---