mRNA
mRNA (od ang. messenger RNA), informacyjny RNA, matrycowy RNA, przekaźnikowy RNA – rodzaj kwasu rybonukleinowego (RNA), którego funkcją jest przenoszenie informacji genetycznej o sekwencji poszczególnych polipeptydów z genów do aparatu translacyjnego[1]. Tak jak wszystkie rodzaje RNA, mRNA powstaje na matrycy DNA podczas transkrypcji[2][3].
Cząsteczki mRNA po przyłączeniu się do rybosomów stanowią matrycę do syntezy polipeptydów, w której kolejne trójki nukleotydów mRNA (tzw. kodony) są rozpoznawane przez odpowiednie fragmenty (tzw. antykodony) cząsteczek tRNA transportujących aminokwasy, dzięki czemu w procesie translacji powstaje właściwa sekwencja peptydu[4].
Przebieg kodowania mRNA
edytuj- U prokariontów ma od końca 5' niekodujące sekwencje liderowe (mogące regulować ekspresję genów), bogata w zasady purynowe sekwencja Shine-Dalgarno (rozpoznawana przez 16S rRNA), po której znajduje się kodon startowy AUG (rzadziej GUG), który jest rozpoznawany przez specyficzny tRNAf, niosący N-formylometioninę – aminokwas początkujący każdą biosyntezę białka bakteryjnego[5]. Po kodonie startowym znajduje się rejon kodujący zakończony kodonem terminacyjnym[6] (UAA, UAG, UGA nie kodują żadnego aminokwasu)[7]. Translacja może zacząć się jeszcze w trakcie transkrypcji[8].
- U eukariontów w wyniku transkrypcji powstaje niedojrzałe pre-mRNA, zawierający sekwencje kodujące – eksony i niekodujące – introny. Zaraz po rozpoczęciu transkrypcji, na końcu 5' dodawana jest czapeczka, a podczas terminacji transkrypcji, w większości przypadków dodawany jest ogon poli-A na końcu 3′. W trakcie transkrypcji rozpoczyna się już obróbka posttranskrypcyjna pre-mRNA, w trakcie której wycinane są introny (splicing) i dochodzi do połączenia eksonów[9][10]. Tak powstały dojrzały mRNA jest transportowany z jądra do cytoplazmy, gdzie jest matrycą do syntezy białka[10]. Nie zawiera on sekwencji Shine-Dalgarno, ponadto u eukariontów nie występuje N-formylometionina, a pierwszym aminokwasem powstających białek jest niemodyfikowana metionina. Miejsce startowe to wyłącznie sekwencja AUG[11].
Niepotrzebny lub uszkodzony mRNA jest degradowany przez rybonukleazy. Regulacja czasu półtrwania mRNA w komórce jest jednym z poziomów kontroli ekspresji genu. U bakterii czas półtrwania cząsteczki mRNA wynosi od kilku sekund do ponad godziny. U ssaków czas półtrwania cząsteczki mRNA wynosi od kilku minut do dni. Cząsteczka mRNA może zawierać sekwencje, które wpływają na jej stabilność poprzez wiązanie specyficznych białek. Na stabilność mRNA wpływa także obecność modyfikacji potranskrypcyjnych (czapeczka, ogon poli-A). Również związanie się cząsteczki mRNA z siRNA lub miRNA może być sygnałem do jej degradacji.
mRNA monocystronowy i policystronowy
edytujCząsteczka monocystronowego mRNA zawiera informację genetyczną o jednym tylko łańcuchu polipeptydowym, co charakteryzuje większość cząsteczek mRNA eukariontów. Z kolei mRNA policystronowy zawiera na pojedynczej nici informację o kilku białkach, które podlegają normalnej translacji. Taki mRNA jest powszechny u bakterii i bakteriofagów[12]. mRNA policystronowy jest efektem, między innymi, transkrypcji genów wchodzących w skład jednego operonu.
W przypadku nici mRNA kodującej dokładnie dwa białka używa się czasem terminu „mRNA dwucystronowy”.
Przypisy
edytuj- ↑ Marzena Popielarska-Konieczna: Słownik szkolny – biologia. Kraków: Wydawnictwo Zielona Sowa, 2003, s. 439. ISBN 83-7389-096-3.
- ↑ RNA informacyjny, [w:] Słownik terminów biologicznych [online], PWN [dostęp 2018-07-18].
- ↑ Transcription of the Genetic Code: The Biosynthesis of RNA, [w:] Mary K. Campbell, Shawn O. Farrell, Biochemistry, wyd. 7, Brooks/Cole, Cengage Learning, 2013, s. 281, ISBN 0-8400-6858-1.
- ↑ Staroń 2003 ↓, s. 45–46.
- ↑ Stryer 2003 ↓, s. 950–952.
- ↑ Staroń 2003 ↓, s. 47–48.
- ↑ Staroń 2003 ↓, s. 3.
- ↑ Robert Kincaid Murray, Daryl K. Granner, Victor W. Rodwell, Biochemia Harpera ilustrowana, wyd. 6, Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2008, s. 431, ISBN 978-83-200-3573-5.
- ↑ Terence A. Brown, Genomy, wyd. 2 zm., Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2009, s. 347–353, ISBN 978-83-01-15634-3, OCLC 751494264.
- ↑ a b Synthesis and Processing of RNA, [w:] Terence A. Brown, Genomes, wyd. 2, Garland Science/ National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine, 2002 [dostęp 2021-02-01] (ang.).
- ↑ Stryer 2003 ↓, s. 960–962.
- ↑ Marilyn Kozak, Comparison of initiation of protein synthesis in procaryotes, eucaryotes, and organelles, „Microbiological Reviews”, 47 (1), 1983, s. 1–45, DOI: 10.1128/mr.47.1.1-45.1983, PMID: 6343825, PMCID: PMC281560 [dostęp 2024-06-24] (ang.).
Bibliografia
edytuj- Krzysztof Staroń (red.), Biologia – podręcznik do liceum ogólnokształcącego. Zakres rozszerzony, t. 1, cz. 2, Warszawa: WSiP, 2003, ISBN 83-02-08628-2.
- Lubert Stryer, Biochemia, wyd. 2, Warszawa: PWN, 2003, ISBN 83-01-13978-1.