RNA-Stabilität

Mitunter findet man intakte DNA-Stränge in Fossilien, jedoch haben Wissenschaftler manchmal sogar im Labor Schwierigkeiten RNA intakt zu halten. Die strukturellen Unterschiede zwischen RNA und DNA verursachen die Unterschiede in der Stabilität und Langlebigkeit. Da die DNA doppelsträngig ist, ist sie von Natur aus stabiler. Die einzelsträngige Struktur der RNA ist weniger stabil, aber auch flexibler und kann schwache innere Bindungen bilden. Zudem sind die meisten RNAs in der Zelle relativ kurz, während die DNA bis zu 250 Millionen Nukleotide lang sein kann. Die RNA hat eine Hydroxylgruppe am zweiten Kohlenstoff des Ribosezuckers, was die Wahrscheinlichkeit des Zerbrechens des Zucker-Phosphat-Gerüsts erhöht.

Die Zelle kann die Instabilität der RNA nutzen und sowohl ihre Langlebigkeit als auch ihre Verfügbarkeit regulieren. Stabilere mRNAs stehen für die Translation über einen längeren Zeitraum zur Verfügung als weniger stabile mRNA-Transkripte. RNA-Bindungsproteine (RBPs) der Zellen spielen eine Schlüsselrolle bei der Regulierung der RNA-Stabilität. RBPs können an eine spezifische Sequenz (AUUUA) in der 3′-untranslatierten Region (UTR) der mRNAs binden. Interessanterweise scheint die Anzahl der AUUUA-Wiederholungen die RBPs auf eine bestimmte Art und Weise zu rekrutieren. Dabei rekrutieren kürzere Wiederholungen stabilisierende RBPs, während mehrere, sich überlappende Wiederholungen zur Bindung von destabilisierenden RBPs führen. Alle Zellen haben Enzyme, die RNasen genannt werden und RNAs abbauen. Normalerweise schützen die 5′-Kappen-und PolyA-Schwänze die eukaryotische mRNA vor dem Abbau, bis die Zelle das Transkript nicht mehr benötigt.

Das neue Forschungsgebiet der Epitranskriptomik versucht regulatorischen mRNA-Modifikationen zu definieren. Vor kurzem haben Wissenschaftler eine wichtige Rolle der Methylierung in der mRNA-Stabilität entdeckt. Die Methylierung von Adenosinresten (m^₆A) scheint die mRNA-Translation und den Abbau zu erhöhen. Außerdem spielt m^₆A eine Rolle bei Stressreaktionen, beim Zellkernexport und bei der mRNA-Reifung. Das Vorhandensein eines modifizierten Uracil-Rests, Pseudouridin, scheint ebenfalls eine wichtige Rolle in der RNA-Regulation zu übernehmen.