Информационная РНК
-
Структура и функции мРНК
- мРНК — одноцепочечная молекула РНК, соответствующая генетической последовательности гена.
- мРНК считывается рибосомой для синтеза белка.
- мРНК создается в процессе транскрипции и сплайсинга.
-
Транскрипция и процессинг
- Транскрипция — копирование гена из ДНК в мРНК.
- Прокариотическая РНК-полимераза связывается с ферментами, обрабатывающими ДНК.
- Эукариотическая мРНК требует интенсивной обработки и транспортировки.
-
Обработка эукариотической пре-мРНК
- Сплайсинг удаляет интроны и соединяет экзоны.
- Добавление 5′-колпачка защищает мРНК от РНКаз.
- Полиаденилирование защищает мРНК от деградации и завершает транскрипцию.
-
Транспорт и трансляция
- Эукариотическая мРНК экспортируется из ядра в цитоплазму.
- Прокариотическая трансляция связана с транскрипцией.
- Эукариотическая трансляция происходит в цитоплазме или эндоплазматическом ретикулуме.
-
Кодирующие области
- Состоят из кодонов, декодируемых и транслируемых рибосомой
- Начинаются со стартового кодона и заканчиваются стоп-кодоном
- Стабилизируются внутренними парами оснований
-
Нетранслируемые области (UTRs)
- Участки мРНК перед стартовым кодоном и после стоп-кодона
- Транскрибируются вместе с кодирующей областью
- Участвуют в стабильности мРНК, локализации и эффективности трансляции
-
Поли(А) хвост
- Длинная последовательность адениновых нуклеотидов на 3′-конце пре-мРНК
- Способствует экспорту из ядра и трансляции, защищает мРНК от деградации
-
Моноцистронная и полицистронная мРНК
- Моноцистронная мРНК кодирует один белок
- Полицистронная мРНК кодирует несколько белков, часто субъединиц
-
Циркуляция мРНК
- У эукариот мРНК образует кольцевые структуры
- Способствует цикличности рибосом и трансляции
- Вирусы также используют циркуляцию для репликации генома
-
Деградация мРНК
- Прокариоты разрушают мРНК с помощью рибонуклеаз
- Эукариоты используют баланс между трансляцией и распадом
- Элементы, богатые AU, способствуют деградации мРНК
-
Распад, опосредованный нонсенс-кодонами
- Сообщения проверяются на наличие преждевременных стоп-кодонов
- Обнаружение нонсенс-кодона запускает деградацию мРНК
-
Малая интерферирующая РНК (миРНК)
- Обработанные миРНК объединяются в комплекс RISC
- Комплекс расщепляет идеально комплементарные сообщения
- Используется для блокирования функции генов и защиты от вирусов
-
МикроРНК (miRNA)
- Частично комплементарны последовательностям в мРНК
- Связывание с мРНК подавляет трансляцию и ускоряет деградацию
- Механизм действия микроРНК активно исследуется
-
Способы искажения сообщений
- Непрерывный распад
- Подавление с помощью Piwi-взаимодействующей РНК (piRNA)
-
Приложения РНК-терапии
- Введение модифицированной нуклеозидами последовательности мРНК для лечения заболеваний
- Стимуляция дифференцировки эндогенных стволовых клеток
-
Проблемы РНК-терапии
- Доставка РНК к клеткам
- Разрушение открытых последовательностей РНК
- Атака иммунной системы
- Непроницаемость для клеточной мембраны
-
История мРНК
- Исследования в 1950-х годах показали роль РНК в синтезе белка
- Жак Моно и Артур Парди обнаружили накопление РНК
- Альфред Херши и другие описали цитозинсодержащую ДНК
-
Открытие мРНК
- Идея мРНК возникла у Сиднея Бреннера и Фрэнсиса Крика в 1960 году
- Эксперимент ПиЖаМо не доказал существование мРНК, но предположил его
- Бреннер, Джейкоб и Мезельсон провели эксперимент в 1960 году, доказавший существование мРНК
- Джейкоб и Моно разработали теоретическую основу мРНК
-
Публикация результатов
- Статьи Бреннера и Уотсона опубликованы одновременно в 1961 году
- Джейкоб и Моно опубликовали теоретические основы мРНК в 1961 году