ДНК містить закодовані інструкції, якими потрібні ваші клітини. В еукаріоті, організмі з ядром у кожній з його клітин, ДНК зберігається всередині ядра, тому ті, хто інструкції повинні бути передані клітині, спочатку зробивши їх копію в полімері, який називається messenger RNA або мРНК. МРНК редагується клітинною технікою до того, як вона покине ядро, і до неї додають кілька важливих молекулярних особливостей, щоб позначити її як закінчену та готову до використання.
Закривання мРНК
Перша хімічна модифікація, яку мають усі еукаріотичні мРНК, називається 5 'шапкою. Фермент РНК-полімерази подорожує вздовж ланцюга ДНК, роблячи РНК-копію або розшифровку. Кінець РНК-полімеру, де РНК-полімераза розпочала синтез, називається 5 'кінцем. Три інші ферменти додають хімічну групу, яка називається 7-метилгуанілат, до 5 'кінця; ця модифікація називається шапкою. Якщо мРНК з'являється в клітині без 5 'ковпачка, вона може розщеплюватися іншими ферментами; інструкції, які він містить, ніколи не будуть перекладені. Ковпачок 5 'позначає мРНК як легітимну та захищає її від деградації.
Поліаденілювання
Інша універсальна модифікація, виявлена лише в еукаріотичній мРНК, - це полі-А хвіст. 5 'кінець мРНК - це місце, де починалася РНК-полімераза, а 3' хвіст - там, де вона закінчується. Після транскрипції фермент, що називається полі (А) полімераза, додає десь від 100 до 250 додаткових субодиниць аденозину або А, звідси і назва полі А хвіст. Здається, цей хвіст робить мРНК більш стабільною і позначає її як призначену для експорту з ядра.
Функції для модифікацій
У всіх еукаріотичних мРНК зустрічаються 5-шапки та хвости з полі-А. Однак бактерії та інші прокаріоти також використовують мРНК, але їх мРНК не мають цих двох характеристик. Еукаріотична мРНК іноді редагується або зрощується до того, як вона покине ядро, тому їм потрібно регулювати, які мРНК можуть залишити ядро. Більше того, переклад інструкцій, закодованих у мРНК, є набагато більш регламентованим процесом у еукаріотів, і ці модифікації також відіграють важливу роль у цьому процесі. На відміну від еукаріотів, у прокаріотів немає ядра, тому немає необхідності регулювати вхід або вихід мРНК - як тільки мРНК транскрибується, вона розпускається в клітині.
Віруси та мРНК
Коли вірус заражає еукаріотичну клітину, збудник повинен переконатися, що клітина-хазяїн перестає виробляти власні білки і замість цього починає виробляти вірусні білки та РНК. Деякі з них, такі як поліовіруси та пікорнавіруси, містять фермент, який подрібнює білок, необхідний для перекладу інструкцій, що зберігаються в 5'-закритій мРНК. В результаті жодна з власних мРНК клітини не перекладається, а вірусна РНК, яка не обмежена, перекладається натомість. Роблячи це, вони беруть те, що може бути відповідальністю - власною відсутністю 5'-шапки - і перетворюють це на перевагу.