Back to chapter

14.6:

pre-mRNA-verwerking

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
pre-mRNA Processing

Languages

Share

– [Verteller] In eukaryotische cellen wordt nieuw getranscribeerd mRNA, precursor mRNA, of pre-mRNA, genoemd. Elk pre-mRNA krijgt twee belangrijke wijzigingen, een op de 5′ uiteinde van het molecuul genaamd de cap, en een andere op de 3′ uiteinde van het molecuul genaamd de tail. De 5′ cap is samengesteld uit een enkele 7-methylguanosine, een gemodificeerd guanine-nucleotide dat aan de eerste nucleotide van het pre-mRNA is bevestigd door middel van een trifosfaatverbinding. Een specifieke sequentie van nucleotiden tegen het einde van de pre-mRNA transcriptie, meestal AAUAAA, genaamd een polyadenylering signaal, werft een RNA-bindend eiwit en stuurt een enzym en endonuclease aan om de transcriptie aan de 3′ kant van de signaalsequentie af te snijden. Een ander enzym, polyadenylaatpolymerase, voegt dan een lange reeks van adenine nucleotiden, maar liefst 200, toe aan het 3′ einde van het transcript. De 5′ cap en de 3′ poly A tail beschermen de uiteinden van het transcript tegen degradatie. De 3′ tail geeft ook het signaal aan transportmoleculen dat het mRNA-transcript klaar is om de kern te verlaten. Buiten de kern, helpt de 5′ cap het ribosoom om zich aan het transcript te hechten zodat het kan beginnen met translatie. De laatste grote verandering in een RNA-transcript is het verwijderen van niet-gecodeerde sequenties die intronen worden genoemd. Een complex van proteïnen en RNA die het spliceosoom wordt genoemd, zoekt naar markers aan de uiteinden van intronen, snijdt de intronen uit het transcript, en hecht de resterende exonen aan elkaar, welke de sequenties zijn die coderen voor eiwitten.

14.6:

pre-mRNA-verwerking

In eukaryotische cellen worden de transcripten die gemaakt zijn door RNA-polymerase gemodificeerd en verwerkt voordat ze de kern verlaten. Onverwerkt RNA wordt precursor-mRNA of pre-mRNA genoemd, zodat het onderscheiden kan worden van volwassen mRNA.

Zodra ongeveer 20-40 ribonucleotiden door RNA-polymerase zijn samengevoegd, voegt een groep enzymen een "dop" aan het 5'-uiteinde van het groeiende transcript toe. Hierbij wordt een 5'-fosfaat vervangen door gemodificeerd guanosine waaraan een methylgroep is gebonden. Deze 5'-dop helpt de cel om mRNA van andere soorten RNA in de cel te onderscheiden en speelt een rol bij de daaropvolgende translatie.

Tijdens, of kort na, de transcriptie snijdt een groot complex, het spliceosoom genaamd, verschillende delen van het pre-mRNA-transcript uit en voegt de resterende sequenties weer samen. RNA-sequenties die in het transcript blijven, worden "exons" (uitgedrukte sequenties) genoemd, terwijl de verwijderde delen "introns" worden genoemd. Een enkel RNA-segment kan een exon in het ene celtype zijn en een intron in een ander. Evenzo kan een enkele cel meerdere varianten van een gentranscript bevatten die op alternatieve wijze zijn gesplitst, waardoor de productie van meerdere eiwitten uit een enkel gen mogelijk is.

Wanneer de transcriptie is voltooid, voegt een enzym ongeveer 30-200 adeninenucleotiden toe aan het 3'-uiteinde van het pre-mRNA-molecuul. Deze poly-A-staart beschermt het mRNA tegen afbraak in het cytoplasma. Het volwassen mRNA verlaat vervolgens de kern voor translatie.

Suggested Reading

Darnell, James E. "Reflections on the history of pre-mRNA processing and highlights of current knowledge: a unified picture." RNA 19, no. 4 (2013): 443-460. [Source]

Ramanathan, Anand, G. Brett Robb, and Siu-Hong Chan. "mRNA capping: biological functions and applications." Nucleic Acids Research 44, no. 16 (2016): 7511-7526. [Source]

Semlow, Daniel R., and Jonathan P. Staley. "Staying on message: ensuring fidelity in pre-mRNA splicing." Trends in Biochemical Sciences 37, no. 7 (2012): 263-273. [Source]