ナンセンス媒介性mRNA崩壊

mRNA分子が核から細胞質に輸送されると、その5ʹ末端が核孔から現れると、リボソームがそれを翻訳し始めます。

このテスト翻訳は、mRNAにエラーがないかチェックし、不規則に処理されたmRNAに分解のフラグを立てます。

ナンセンス媒介性mRNA崩壊経路(NMD)と呼ばれるこのmRNA監視メカニズムでは、リボソームはmRNA分子が間違った場所にナンセンスコドンまたはストップコドンを持っているかどうかを検出できます。

一般に、pre-mRNAは、意図された終止コドンに加えて、イントロン内に終止コドンを含むことができます。このpre-mRNAがスプライシングされ、核内でプロセシングされると、エクソンジャンクション複合体(EJC)が各スプライス部位でmRNAに結合します。

翻訳のテストラウンドでは、EJCは移動するリボソームによって置換されます。

通常スプライシングされたmRNAでは、UAA、UAG、またはUGAの配列でマークされる終止コドンは、最後のエクソン内にあります。したがって、リボソームがそれに到達し、翻訳が終了すると、結合されたEJCはありません。

このようなmRNAは品質チェックに合格し、現在、さらなる翻訳ラウンドに利用できます。

不完全にスプライシングされたmRNAは、mRNAの読み取りフレームにナンセンスコドンが依然として存在します。この現象は、イントロンが長い生物でより頻繁に観察されます。

リボソームはこのmRNAを翻訳すると、最終的なEJCと相互作用する前に終止コドンに到達します。停止したリボソームは翻訳を途中で終了し、経路はNMD応答を活性化します。

結合したEJCは、Up-frameshiftタンパク質、Upf1、Upf2、Upf3などのNMD因子、およびリン酸化酵素SMGの結合プラットフォームとして機能します。これらのタンパク質は、欠陥のあるmRNAを分解するエキソヌクレアーゼをリクルートします。

NMDサーベイランスは、機能的なタンパク質を産生できる遺伝子の組み合わせを選択する上で重要です。