Полиаденилирование


Полиаденили́рование — это процесс присоединения большого количества остатков аденозинмонофосфата (поли(А)-хвоста) к 3'-концу первичной мРНК (пре-мРНК). Иными словами, поли(А)-хвост — это фрагмент молекулы мРНК, азотистые основания которого представлены только аденином. У эукариот полиаденилирование является частью процессинга мРНК — процесса созревания первичного транскрипта в зрелую мРНК, готовую для трансляции. Процессинг, в свою очередь, является одним из этапов экспрессии генов.

Полиаденилирование начинается, когда завершается транскрипция гена, то есть образование первичного транскрипта. Перед началом полиаденилирования особый мультисубъединичный белковый комплекс отщепляет 3'-концевой участок первичного транскрипта. Место расщепления определяется положением универсальных сигнальных последовательностей в первичном транскрипте; в некоторых случаях расщепление может происходить в нескольких альтернативных сайтах. Таким образом, полиаденилирование даёт возможность для образования различных мРНК одного гена (альтернативное полиаденилирование), подобно тому, как это происходит при альтернативном сплайсинге. После формирования нового 3'-конца транскрипта компонент белкового комплекса поли(А)-полимераза осуществляет синтез поли(А)-хвоста, используя 3'-концевой нуклеотид как затравку[1].

Поли(А)-хвост играет важную роль в транспорте мРНК из ядра, её трансляции и стабильности. Со временем поли(А)-хвост укорачивается, и, когда его длина станет достаточно малой, мРНК разрушается под действием специальных ферментов[2]. Однако в клетках некоторых типов мРНК с короткими поли(А)-хвостами запасаются в цитозоле для дальнейшей активации путём реполиаденилирования[3]. У бактерий, напротив, полиаденилирование запускает разрушение транскрипта[4]. Подобный эффект полиаденилирования отмечен и для некоторых эукариотических некодирующих РНК[5].

При ядерном полиаденилировании поли(А)-хвост присоединяется к мРНК в конце транскрипции. Полиаденилирование защищает мРНК от ферментативного разрушения в цитоплазме, способствует терминации транскрипции, участвует в экспорте мРНК из ядра и трансляции[2]. Практически все эукариотические мРНК полиаденилируются[6], исключением являются мРНК гистонов, образование которых зависит от циклов репликации исходной ДНК[7]. Они являются единственными эукариотическими мРНК, у которых отсутствует поли(А)-хвост, вместо него на 3'-конце транскрипта располагается шпилька, за которой находится обогащённая пуринами последовательность (гистоновый нисходящий элемент (англ. histone downstream element)), отмечающая место, где был произведён разрез исходного транскрипта[8].