Chapter 8: Transcription: DNA to RNA

Back to chapter

8.14:

mRNA Nükleer Eksportu

JoVE Core
Molecular Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Molecular Biology

Nuclear Export of mRNA

Previous Video
8.13: Chromatin Structure Regulates pre-mRNA Processing

Next Video
8.15: Ribosomal RNA Synthesis

Languages

Share

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

Protein sentezi için olgun mRNA’nın çekirdekten sitoplazmaya taşınması gerekir. Çekirdek zarı boyunca gömülü olarak, Çekirdek Gözenek Kompleksleri olarak bilinen büyük protein kompleksleri bulunur. Bunlar, çekirdek ve sitoplazma arasında yalnızca bazı makromoleküllerin geçmesine izin veren seçici kanallar olarak işlev görür.NPC, içi boş silindirik bir yapıya sahiptir;bu yapı, nükleoporinler adı verilen ve yaklaşık 30 farklı üyesi olan bir protein sınıfından oluşur. NPC’den geçmek için mRNA, çekirdek taşıma reseptörü adı verilen başka bir protein ile birleşir. Birlikte oluşturdukları RNA-reseptör kompleksi, NPC kanalından sitoplazmaya gönderilir ve ardından kompleks ayrılır.Sonrasında reseptör başka bir mRNA’yı taşımak için çekirdeğe geri dönebilir. Olgun mRNA’lar, bir hücrede bulunan RNA türlerinin küçük bir bölümüdür. RNA’ların geri kalanı, birleştirme öncesi mRNA, eksize edilmiş intronlar ve eksik veya düzensiz birleştirilmiş ürünler gibi RNA atıklarından oluşur.Transkripsiyon ve transkripsiyon sonrası işlemler sırasında, 5’başlığına ve 3’poly-A kuyruğuna sahip normal bir mRNA;Cap Bağlayıcı Kompleks Ekson Birleştirme Kompleksi poli-A bağlama proteinleri, Heterojen Çekirdek Ribonükleer proteinler ve SR proteinleri gibi birçok proteinle birleşir. Öte yandan, çöp RNA’lar bu proteinlere bağlanamazlar ve atıl halde kalırlar. Hücre, RNA ile bağlanmış proteinleri algılayarak, doğru şekilde işlenmiş mRNA ile diğerlerini ayırt eder.Çöp RNA’lar, çekirdek RNA eksozom kompleksi tarafından parçalanır. Ökaryotik çekirdek RNA eksozomu, bir RNA protein kompleksidir ve bir RNA molekülünün bir eksonükleaza ulaşmak için içinden geçtiği fıçı şeklinde bir merkeze sahiptir. Bu enzim, RNA’yı nükleotidlere parçalar;onlar da hücre havuzuna geri döner.

8.14:

mRNA Nükleer Eksportu

mRNA'lar sitoplazmaya aktarılmadan önce, her bir mRNA'nın yapısal ve işlevsel bütünlük açısından kontrol edilmesi çok önemlidir. Ökaryotik hücreler, mRNA'larda düzensizlikleri aramak için topluca mRNA gözetimi olarak bilinen birkaç farklı mekanizma kullanır. Düzensiz veya anormal mRNA, çeşitli enzimler tarafından hızla bozulur. Kusurlu bir mRNA gözetimden kaçarsa ya işlevsel olmayan ya da düzgün çalışmayan bir proteine çevrilir. mRNA'daki birincil düzensizliklerden biri, erken bir durdurma kodonunun varlığıdır. Bu, okuma çerçevesinde zamanından önce bir Durdurma Kodunu kodlayan dizi mutasyonlarının sonucudur. İnsanlarda kalıtsal genetik bozuklukların tahminen %30'u bu mutasyonlardan kaynaklanmaktadır. Bu mRNA'lar, anlamsız aracılı bozunma (NMD) olarak bilinen bir yolda bozulur. NMD, 3′→5′ eksonükleazlar kullanan mRNA'ları hızla parçalayarak diğer bozunma yollarından farklılaşır.

Başka bir yaygın bozunma mekanizması, mRNA'larda transkripsiyon sonrası değişikliklerin eksikliğini tespit eder. RNA polimeraz II transkriptleri, 5’ metillenmiş bir G başlığı ile birlikte transkripsiyonel olarak modifiye edilir ve çoğunun 3' ucunda bir Adenin kalıntısı zinciri vardır. Bu özelliklerden herhangi birinin veya her ikisinin olmaması, 5′→3′ eksonükleolitik bozunma için mRNA'yı hedefler.

mRNA'da tek bir nükleotid mutasyonu varsa başka anormallikler ortaya çıkabilir. Bu tür düzensizlik en sık tRNA'larda gözlenmekle birlikte, mRNA'lar ayrıca reaktif oksijen türleri (ROS), UV ışığı ve alkilleyici ajanların varlığında da modifiye edilebilir. Bu ajanların neden olduğu kimyasal modifikasyonlar NMD, non-stop decay (NSD) ve no-go decay (NGD) yolları tarafından tespit edilir. Tüm bu yollar, oksidatif hasara duyarlı özel proteinler kullanır. Bu proteinler, oksitlenmiş bazları tanır ve modifiye mRNA'ları, mRNA'ları sindirmek için nükleazları kullanan bozunma yollarına yönlendirir.

Burada tartışılan bozunma yolları düzensiz mRNA'ları hedeflerken, aynı zamanda translasyon gerekmediğinde normal hücresel mRNA'ları da aşağı regüle ederler. Resmi olarak mRNA devri olarak sınıflandırılan bu işlem, hücresel havuzda optimum mRNA seviyelerini korumak için de önemlidir.

Suggested Reading

Van Hoof, Ambro, and Eric J. Wagner. "A brief survey of mRNA surveillance." Trends in biochemical sciences 36, no. 11 (2011): 585-592.
Wagner, Eileen, and Jens Lykke-Andersen. "mRNA surveillance: the perfect persist." Journal of Cell Science 115, no. 15 (2002): 3033-3038.
Jamar, Nur H., Paraskevi Kritsiligkou, and Chris M. Grant. "The non-stop decay mRNA surveillance pathway is required for oxidative stress tolerance." Nucleic acids research 45, no. 11 (2017): 6881-6893.
Hilleren, P., and R. Parker. "Mechanisms of mRNA surveillance in eukaryotes." Annual review of genetics 33, no. 1 (1999): 229-260.