11.6
유전자 발현의 범위와 시기는 mRNA 안정성의 영향을 받습니다.
안정적인 mRNA는 몇 시간의 반감기를 가질 수 있으며 지속적으로 생산해야 하는 단백질을 암호화할 수 있습니다. 단백질 합성은 mRNA가 분해되지 않으면 전사가 중단된 후에도 오랫동안 계속될 수 있습니다.
대조적으로, 불안정한 mRNA는 일반적으로 30분 미만의 짧은 반감기를 가지며 빠르게 분해됩니다.이러한 유전자의 전사가 연속적이지 않으면 mRNA는 짧은 시간 동안만 번역될 수 있습니다. 이것은 유기체가 불필요한 단백질 생산을 빠르게 중단하는 데 도움이 됩니다.
mRNA는 세 가지 다른 경로에 의해 분해됩니다.
가장 일반적인 방법은 데데닐레이션 의존성 경로(deadenylation dependent pathway)로, mRNA의 poly-A 꼬리에서 아데닌을 제거하여 전사체의 양쪽 끝에서 분해를 유발합니다.
데데닐화 뉴클레아제 복합체는 poly-A 꼬리를 3'에서 5' 방향으로 분해합니다. 아데닌이 제거된 후 mRNA는 세포질 엑소좀 복합체에 의해 같은 방향으로 더 분해됩니다.
mRNA의 5' 말단에는 엑소뉴클레아제로부터 보호하기 위한 캡이 있습니다. mRNA는 종종 5' 캡과 3' 폴리-A 꼬리가 특정 단백질에 의해 밀접하게 유지되는 루프를 형성합니다.
poly-A 꼬리가 15개 미만의 잔기로 줄어들면 이러한 단백질 중 다수가 poly-A 꼬리에 결합할 수 없어 5' 캡이 디캡핑 효소에 노출됩니다. 이것은 결과적으로 5' 말단의 디캡을 초래합니다.
이 디캡핑된 mRNA는 다른 엑소뉴클레아제에 의해 5'에서 3' 방향으로 분해됩니다.
분해의 두 번째 유형은 디캐핑 효소가 5' 캡을 제거하는 데데닐레이션 독립 경로입니다. 그런 다음 엑소뉴클레아제는 보호되지 않은 mRNA를 5'에서 3' 말단으로 분해합니다.
세 번째이자 가장 빈도가 낮은 경로는 특정 엔도뉴클레아제를 사용하여 mRNA의 내부 절단을 포함하는 것입니다. mRNA의 단편은 보호되지 않은 5' 및 3' 말단을 가지고 있습니다. 그러면 특정 엑소뉴클레아제(exonuclease)가 이러한 보호되지 않은 말단에 작용하여 mRNA를 분해할 수 있습니다.
mRNA의 분해는 프로세싱(processing) 또는 P체(P body)로 알려진 응집된 단백질체에서 발생합니다. 이러한 P체에는 mRNA의 디캡(decapping) 및 5'에서 3' 분해에 관여하는 효소를 포함한 효소가 포함되어 있습니다.
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