mRNA

Z Multimediaexpo.cz

Procesy související s mRNA

mRNA je jednovláknová nukleová kyselina (RNA), která vzniká během transkripce DNA a slouží jako předpis pro výrobu bílkoviny na základě genetické informace přepsané podle genetického kódu. Zkratka „mRNA“ pochází z angličtiny, ve které se tato molekula označuje jako messenger RNA, což znamená „poslíček“. Také je známa pod názvy informační nebo mediátorová RNA.

Obsah

Vznik mRNA

Podrobnější informace naleznete na stránce: Transkripce

mRNA vzniká v buněčném jádře při procesu zvaném transkripce. Tento proces je umožněn působením enzymu RNA polymerázy. Jedno z vláken DNA je použito jako templát pro syntézu vlákna RNA. Nukleotidy se přikládají podle párování s originálem. Transkripce se ovšem od replikace liší v několika ohledech.

  • Bakteriální geny jsou tvořeny jediným nepřerušeným úsekem úseku DNA, který se beze změn zkopíruje a vytvoří molekulu mRNA
  • Eukaryotní geny obsahují i nekódující sekvence (introny), které se přepisují do primárního transkriptu, z něhož se musí před transportem z jádra vystřihnout (splicing).

Úprava pre-mRNA

Podrobnější informace naleznete na stránce: posttranskripční modifikace

Po transkripci genů eukaryotních organismů vzniká tzv. primární transkript, který musí být dále upraven.

Splicing

Úseky kódované introny musí být vystřiženy, aby mohl vzniknout správný protein. Existence tohoto kroku má několik důsledků – možnost alternativního splicingu (možnost vytvořit různé mRNA z jednoho genu) a rekombinaci mezi exony (viz evoluce genů).

Editace

V některých tkáních může docházet k editaci mRNA, při které se mění délka vznikajícího proteinu.

Přidání poly-A konce

Na 3' konec mRNA je přidána sekvence asi 200 adenylových zbytků, tzv. poly(A) konec. Pravděpodobně chrání molekulu RNA před enzymatickým rozložením exonukleázami a řídí transport mRNA z jádra. K polyadenylaci dochází hned po dokončení transkripce. Po odpojení syntetizujících enzymů zůstává na konci mRNA 50-250 adenylových zbytků. Poly-A konec se používá v biotechnologii k separaci mRNA od ostatních molekul - mRNA se pak používá k vytváření knihoven cDNA.

Přidání 5' konce

Na 5' konci se na trifosfát naváže zbytek 7-methylguanosinu, tzv. 5' čepička. Tato modifikace je důležitá pro rozpoznání mRNA ribozomem, jehož malá podjednotka rozpoznává právě tuto část. Po navázání prochází mRNA, dokud nenajde startovní AUG kodón, od kterého začne translaci. Další kodony AUG už nejsou považovány za počátek translace. U bakterií na 5' konci není přidána žádná zvláštní struktura. Ribozom rozpoznává počátek translace podle speciální sekvence dlouhé kolem 6 nukleotidů, které se nalézají několik nukleotidů za AUG a váží se na speciální místa ribozomu a zahajují tak translaci. Toto uspořádání umožňuje bakteriím vytvářet polycistronickou mRNA, která kóduje několik proteinů, na rozdíl od eukaryotní mRNA, která nese jediný protein a nazývá se monocystronická.

Transport z jádra

U eukaryot mRNA prochází jadernými póry a dostává se do cytosolu, kde dochází k jejich překladu. Bakterie postrádají jádro, proto se k vznikající mRNA mohou vázat ribozomy od samého počátku transkripce a vytvářet tak polyzomy. To urychluje syntézu bílkovin, ale znemožňuje složitější úpravu RNA.

Translace

Mimo jádro dochází k translaci z mRNA do bílkovin na ribozomu, které začínají na 5' konci a přikládají aminokyselinové zbytky ke kodónům podle genetického kódu. Protože syntéza bílkoviny trvá průměrně 20-60 sekund, při použití jediného ribozomu by byla translace zdržována. Proto na RNA dosedá více ribozomů najednou a vytváří se struktura zvaná polyribozom. K translaci dochází buď v cytoplazmě nebo na hrubém endoplasmatickém retikulu.

Antisense mRNA

Podrobnější informace naleznete na stránce: antisense RNA

V buňce vznikají úseky RNA, které jsou komplementární k mRNA. Pokud se na sebe navzájem navážou, buňka je rozloží, a tím inaktivuje danou mRNA a zastaví se syntéza proteinu. Tento pochod se nazývá RNA interference. Rozkládání dvoušroubovicové RNA často funguje jako ochrana proti RNA virům, které mohou mít dvojitou šroubovici RNA.

Odkazy

Související články

Literatura

  • Alberts, Molecular Biology of the Cell 4th ed.



Citováno z „http://ww.multimediaexpo.cz/mmecz/index.php/MRNA“