11.6
Das Ausmaß und der Zeitpunkt der Genexpression werden von der mRNA-Stabilität beeinflusst.
Stabile mRNAs können Halbwertszeiten von mehreren Stunden haben und für Proteine kodieren, die kontinuierlich produziert werden müssen. Die Proteinsynthese kann noch lange nach Beendigung der Transkription fortgesetzt werden, wenn eine mRNA nicht abgebaut wird.
Im Gegensatz dazu haben instabile mRNAs in der Regel kurze Halbwertszeiten von weniger als 30 Minuten und werden schnell abgebaut. Wenn die Transkription dieser Gene nicht kontinuierlich erfolgt, kann die mRNA nur für kurze Zeit translatiert werden. Dies hilft einem Organismus, die Produktion unnötiger Proteine schnell zu stoppen.
mRNAs werden auf drei verschiedenen Wegen abgebaut.
Die gebräuchlichste Methode ist der Deadenylierungs-abhängige Weg, bei dem Adenine aus dem Poly-A-Schwanz einer mRNA entfernt werden, wodurch deren Abbau an beiden Enden des Transkripts ausgelöst wird.
Der todenylierende Nukleasekomplex baut den Poly-A-Schwanz in einer Richtung von 3' bis 5' ab. Nachdem die Adenine entfernt wurden, wird die mRNA durch den zytoplasmatischen Exosomenkomplex in die gleiche Richtung weiter abgebaut.
Das 5'-Ende einer mRNA hat eine Kappe, um sie vor Exonukleasen zu schützen. Die mRNA bildet oft eine Schleife, in der ihre 5'-Kappe und ihr 3'-Poly-A-Schwanz von bestimmten Proteinen eng zusammengehalten werden.
Wenn der Poly-A-Schwanz auf weniger als 15 Reste reduziert wird, können viele dieser Proteine nicht an den Poly-A-Schwanz binden, wodurch die 5'-Kappe den entkoffeinierenden Enzymen ausgesetzt wird. Dies führt anschließend zum Entdeckeln des 5'-Endes.
Diese entkoppelte mRNA wird dann von 5'- in 3'-Richtung durch eine andere Exonuklease abgebaut.
Die zweite Art des Abbaus ist ein unabhängig von der Deadenylierung unabhängiger Weg, bei dem entkoffeinierende Enzyme die 5'-Kappen entfernen. Eine Exonuklease baut dann die ungeschützte mRNA vom 5'- bis zum 3'-Ende ab.
Der dritte und am seltensten verwendete Weg ist die interne Spaltung einer mRNA mit Hilfe spezifischer Endonukleasen. Die Fragmente der mRNA haben ungeschützte 5'- und 3'-Enden. Spezifische Exonukleasen können dann auf diese ungeschützten Enden einwirken und die mRNA abbauen.
Der Abbau von mRNA findet in aggregierten Proteinkörpern statt, die als Prozessierung oder P-Körper bezeichnet werden. Diese P-Körper enthalten Enzyme, einschließlich derjenigen, die am Decapping und dem 5'- bis 3'-Abbau der mRNA beteiligt sind.
Die Struktur und Stabilität von mRNA-Molekülen regulieren die Genexpression, da mRNAs ein entscheidender Schritt auf dem Weg vom Gen zum Protein sind.…
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