Посттранскрипционная модификация
Посттранскрипционная модификация или котранскрипционная модификация представляет собой набор биологических процессов, общих для большинства эукариотических клеток, посредством которых первичный транскрипт РНК химически изменяется после транскрипции гена с образованием зрелой, функциональной молекулы РНК, которая затем может покинуть ядро и выполнять свои функции. любой из множества различных функций в клетке. [1] Существует много типов посттранскрипционных модификаций, достигаемых с помощью разнообразных молекулярных механизмов.
Одним из примеров является превращение транскриптов матричных РНК-предшественников в зрелые матричные РНК, которые впоследствии способны транслироваться в белок . Этот процесс включает три основных этапа, которые значительно изменяют химическую структуру молекулы РНК: добавление 5'-кэпа , добавление 3'- полиаденилированного хвоста и сплайсинг РНК . Такой процессинг жизненно важен для правильной трансляции эукариотических геномов , поскольку исходная мРНК-предшественник, полученная в результате транскрипции, часто содержит как экзоны (кодирующие последовательности), так и интроны .(некодирующие последовательности); сплайсинг удаляет интроны и связывает экзоны напрямую, в то время как кэп и хвост облегчают транспорт мРНК к рибосоме и защищают ее от молекулярной деградации. [2]
Посттранскрипционные модификации могут также происходить во время процессинга других транскриптов, которые в конечном итоге становятся транспортной РНК , рибосомной РНК или любым другим типом РНК, используемым клеткой.
Молекула пре-мРНК претерпевает три основные модификации. Этими модификациями являются 5'-кэпирование , 3'- полиаденилирование и сплайсинг РНК , которые происходят в ядре клетки до трансляции РНК . [4]
Кэпирование пре-мРНК включает добавление 7-метилгуанозина (m 7 G) к 5'-концу. Для этого требуется удаление концевого 5'-фосфата, что осуществляется с помощью фермента фосфатазы . Затем фермент гуанозилтрансфераза катализирует реакцию, в результате которой образуется дифосфатный 5'-конец. Затем 5'-конец дифосфата атакует альфа-атом фосфора молекулы GTP , чтобы добавить остаток гуанина в 5'5'-трифосфатную связь. Фермент (гуанин- N 7 -)-метилтрансфераза («кэп-МТаза») переносит метильную группу от S-аденозилметионинак гуаниновому кольцу. [5] Этот тип колпачка, в котором только (m 7 G) находится в положении, называется структурой колпачка 0. Рибоза соседнего нуклеотида также может быть метилирована с образованием кэпа 1. Метилирование нуклеотидов ниже молекулы РНК приводит к образованию кэпа 2, кэпа 3 и так далее. В этих случаях метильные группы добавляются к 2'-ОН группам сахара рибозы. Кэп защищает 5'-конец первичного РНК-транскрипта от атаки рибонуклеаз , обладающих специфичностью к 3'5'- фосфодиэфирным связям . [6]
