Back to chapter

9.7:

Anlamsız aracılı mRNA Bozulması

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
Nonsense-mediated mRNA Decay

Languages

Share

Bir mRNA molekülü, çekirdekten sitozole taşındığında, 5’ucu bir çekirdek gözeneğinden çıkarken, bir ribozom onu transle etmeye başlar. Bu deneme translasyonu, mRNA’da hatalar olup olmadığını kontrol eder ve hatalı işlenmiş mRNA’ları yıkım için işaretler. Anlamsız Aracılığıyla mRNA Yıkım yolu olarak adlandırılan bu mRNA gözetim mekanizmasında ribozom, bir mRNA molekülündeki anlamsız veya durdurma kodonlarının yanlış yerde olup olmadığını tespit edebilir.Genel olarak, bir pre-mRNA’da, planlı durdurma kodonuna ek olarak intronlar içinde durdurma kodonları da bulunabilir. Bu pre-mRNA çekirdek içinde birleştirildiğinde ve işlendiğinde, Ekson Bağlantı Kompleksleri her bir birleşme bölgesinde mRNA’ya bağlanır. Translasyon deneme turunda, hareket eden ribozom tarafından EJC’ler yerlerinden çıkarılır.Normal olarak birleştirilmiş bir mRNA’da, UAA, UAG veya UGA dizisi ile işaretlenen bu durdurma kodonu, son eksonda yer alır. Dolayısıyla ribozom ona ulaştığında ve translasyon sonlandırıldığında, bağlı EJC’ler yoktur. Bu şekilde, mRNA kalite kontrolünden geçer ve artık daha sonraki translasyon turları için kullanıma hazırdır.Tamamlanmadan birleştirilmiş mRNA’lar, mRNA’nın okuma çerçevesinde hala anlamsız kodonlara sahiptir. Bu durum, uzun intronlu organizmalarda daha sık görülmektedir. Bir ribozom bu mRNA’yı transle ederken, son EJC ile etkileşime girmeden önce bir durdurma kodonuna ulaşır.Yol, NMD yanıtını aktive ederken, bu durdurulmuş ribozom, translasyonu vaktinden önce sonlandırır. Bağlı EJC;yukarı çerçeve kaydırma proteinleri UPF1, UPF2 ve UPF3 dahil olmak üzere NMD faktörleri ve bir fosfatlayıcı enzim için bir bağlanma platformu görevi görür. Bu proteinler, hatalı mRNA’yı parçalayan eksonükleazlara bağlanırlar.NMD gözetimi fonksiyonel bir protein üretebilen genetik kombinasyonların seçiminde kritik önem taşır.

9.7:

Anlamsız aracılı mRNA Bozulması

Saçma aracılı bozunma (NMD) gerçekleştiren Upf proteinleri, insanlar dahil tüm ökaryotik organizmalarda bulunur. Her proteinin ayrı bir rolü vardır, ancak iş birliği içinde çalışmaları gerekir. Upf1, RNA sarmalını çözen ATP'ye bağımlı bir RNA helikazıdır. Upf1 herhangi bir RNA'yı çözebildiğinden, Upf2 ve Upf3, Upf1'in saçma ve normal mRNA'lar arasında ayrım yapmasına yardımcı olmak için gereklidir.

Genellikle Upf3, mRNA ek yerlerinde bir Ekson Bağlantı Kompleksine (EJC) bağlanır. Bir ribozom, mRNA'yı tamamen çevirirse, Upf3 ve EJC, translasyon sırasında yer değiştirir. Bununla birlikte, erken bir durdurma kodonu varsa Upf3, EJC'ye bağlı kalır ve bozulma için mutant mRNA'yı işaretler.

Saçma kodon dizileri, bir mRNA'nın intronik bölgelerinde doğal olarak meydana gelebilir. Bununla birlikte, bir mutasyon, bir gen dizisi içinde anlamsız bir kodon da üretebilir. Bu tür mutasyonlara saçma mutasyonlar denir. NMD yolunda olduğu gibi, bu mutasyonlar ayrıca translasyonun erken sonlandırılmasına yol açar. Sentezlenen tamamlanmamış polipeptid genellikle inaktiftir. İkinci bir mutasyon, sonlandırma kodonunu bir amino asit kodlama dizisine doğru düzeltirse veya sonlandırma kodonunun etkilerini bastırırsa, gene normal işlev geri getirilebilir. Bu düzeltici mutasyonlara saçma baskılayıcılar denir. En yaygın saçma baskılayıcılar, baskılayıcı tRNA'lar adı verilen özelleşmiş tRNA'lar üreten tRNA genlerindeki mutasyonlardır. Bunlar erken sonlandırma kodonuna bağlanabilir ve bu konuma bir amino asit ekleyebilir.

Suggested Reading

  1. Dean L, McEntyre J, editors. Coffee Break: Tutorials for NCBI Tools [Internet]. Bethesda (MD): National Center for Biotechnology Information (US); 1999-. RNA surveillance: watching the defectives: detecting premature stop codons in mRNA halts the production of dangerous truncated proteins.
  2. Nelson, David L., and Michael M. Cox. Lehninger principles of biochemistry. New York: WH Freeman, 2009.