ДНК содержит закодированные инструкции, необходимые для работы ваших клеток. В эукариоте, организме с ядром в каждой из его клеток, ДНК хранится внутри ядра, поэтому те инструкции должны быть переданы в клетку, предварительно сделав их копию в полимере, называемом матричной РНК или мРНК. мРНК редактируется клеточными механизмами до того, как она покидает ядро, и к ней добавляются несколько важных молекулярных функций, чтобы пометить ее как законченную и готовую к использованию.
Кеппинг мРНК
Первая химическая модификация, которую разделяют все мРНК эукариот, называется 5'-кэпом. Фермент РНК-полимераза перемещается по цепи ДНК, создавая копию или транскрипт РНК. Конец полимера РНК, на котором начала синтезироваться РНК-полимераза, называется 5'-концом. Три других фермента добавляют к 5'-концу химическую группу, называемую 7-метилгуанилат; эта модификация называется колпаком. Если мРНК появляется в клетке без 5 'крышки, она может расщепляться другими ферментами; содержащиеся в нем инструкции никогда не будут переведены. Колпачок 5 'обозначает мРНК как законную и защищает ее от деградации.
Полиаденилирование
Другой универсальной модификацией, обнаруживаемой только в мРНК эукариот, является поли-А-хвост. 5'-конец мРНК - это место, где начинается РНК-полимераза, а 3'-конец - это место, где она заканчивается. После транскрипции фермент поли (А) -полимераза добавляет от 100 до 250 дополнительных аденозиновых или А-субъединиц, отсюда и название поли-А-хвоста. Этот хвост, по-видимому, делает мРНК более стабильной и маркирует ее как предназначенную для экспорта из ядра.
Функции для модификаций
5 'шапки и поли-А-хвосты обнаружены во всех мРНК эукариот. Однако бактерии и другие прокариоты также используют мРНК, но у их мРНК отсутствуют эти две характеристики. Эукариотическая мРНК иногда редактируется или сплайсируется до того, как она покидает ядро, поэтому им необходимо регулировать, какие мРНК могут покидать ядро. Более того, трансляция инструкций, закодированных в мРНК, является гораздо более строго регулируемым процессом у эукариот, и эти модификации также играют важную роль в этом процессе. В отличие от эукариот, у прокариот нет ядра, поэтому нет необходимости регулировать вход или выход мРНК - как только мРНК транскрибируется, она высвобождается в клетке.
Вирусы и мРНК
Когда вирус заражает эукариотическую клетку, патоген должен гарантировать, что клетка-хозяин перестанет вырабатывать собственные белки и вместо этого начнет вырабатывать вирусные белки и РНК. Некоторые из них, такие как полиовирусы и пикорнавирусы, несут фермент, который расщепляет белок, необходимый для трансляции инструкций, хранящихся в мРНК с 5'-кэпом. В результате ни одна из собственных мРНК клетки не транслируется, а вместо этого транслируется вирусная РНК, которая не кэпирована. Поступая таким образом, они берут на себя то, что может быть помехой - их собственное отсутствие 5-футовой крышки - и превращают это в преимущество.