Созревание мРНК
Первичные транскрипты, образуемые РНК-полимеразами, еще не являются функционально активными молекулами и нуждаются в посттранскрипционной достройке. Созревание пре-мРНК включает три процесса: образование колпачка на 5'-конце, образование полиА-последовательности на З'-конце и удаление интронов (сплайсинг). Все эти процессы происходят в ядре.
- Созревание.
Модификация начинается на стадии элонгации с образования «колпачка» (кэпа). Когда цепь РНК достигает 30-40 нуклеотидов, к ее 5'-концу присоединяется ГТФ своим 5'-концом. Образуется 5',5'-фосфодиэфирная связь. Затем гуанин в составе ГТФ метилируется. «Колпачок» представляет собой 7-метилгуанозинтри-фосфат в составе мРНК, присоединенный «не тем концом», т. е. не 3', а 5'-концом к 5'-концу следующего нуклеотида (X) через три остатка фосфорной кислоты (р):
7-метил-С (5') ррр (5') X—...
«Колпачок» участвует в инициации трансляции мРНК.
На З'-конце у большей части молекул пре-мРНК образуются полиадениловые последовательности длиной 100-200 нуклеотидных остатков при участии специального фермента полиА-полимеразы. Возможно, что полиА-последовательности защищают мРНК от гидролиза клеточными РНКазами.
Сплайсинг — сложный процесс, связанный с тем, что в генах эукариот есть участки ДНК, интроны, не несущие структурной информации, т. е. информации о последовательности аминокислот, и вклинивающиеся в разных местах в гены, кодирующие белки. Ген, таким образом, оказывается разбитым на ряд кусков. При транскрипции получается РНК (первичный транскрипт), включающая участки, комплементарные как структурным частям, так и интронам (рис. 4.11). Длина такой РНК может быть в несколько раз больше, чем длина зрелой мРНК. В ходе созревания интроны удаляются, а экзоны соединяются. Это происходит при участии малых ядерных рибонуклеопротеинов (мяРНП, или сплайсосомы), которые содержат малую ядерную РНК (мяРНК) и олигомерный белок. Сплайсосомы имеют центр связывания, узнающий специфические последовательности нуклеотидов интрона, гидролизуют 3',5'-фосфодиэфирные связи на границах между нитроном и двумя экзонами и соединяют экзоны друг с другом (рис. 4.12).Каталитической активностью обладает не белковая часть сплайсосомы, а мяРНК; такие РНК называют рибозимами. Интроны вырезаются один за другим, и лишь после завершения сплайсинга мРНК поступает в цитозоль.