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14.6:

前mRNA加工

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pre-mRNA Processing

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在真核细胞中, 新转录的mRNA被称为前体mRNA 或前mRNA。 每个前mRNA接受两个重要的改变。 一个位于分子的五个末端,称为帽, 另一个位于分子的三个末端, 称为尾部。 五元帽由 单个7-甲基鸟苷组成, 改变的鸟嘌呤核苷酸 通过三磷酸酯键连接到 前mRNA的第一个核苷酸上。 朝向前mRNA转录物末端的特定 核苷酸序列,通常是A,A,U,A,A,A, 称为多腺苷酸化信号, 募集RNA结合蛋白,并指导酶, 内切核酸酶,切断 在信号序列的三个末端的转录物。 一种不同的酶,聚腺苷酸聚合酶, 然后在转录本的三个末端 添加长串的腺嘌呤核苷酸,多达200个。 五元帽和三元poly-A尾 保护转录本的末端免于降解。 三个尾部也发出信号 传递分子,mRNA转录本准备 离开细胞核。 在细胞核外, 五顶帽帮助核糖体附着在 转录本上,因此它可以开始转译。 RNA转录物的最后一个主要变化是去除 称为内含子的非编码序列。 蛋白质和RNA的复合物,称为剪接体, 在内含子的末端搜索标记, 从转录本中切除内含子, 并将剩余的外显子连接在一起, 这些外显子是编码蛋白质的序列。

14.6:

前mRNA加工

在真核细胞中,RNA聚合酶制备的转录物在离开细胞核之前被修饰和加工。未加工的RNA被称为前体mRNA或前mRNA,以将其与成熟mRNA区分开。

一旦约20-40个核糖核苷酸被RNA聚合酶连接在一起,一组酶就会在生长的转录物的5的末端加上一个“帽”。在这个过程中,5末端磷酸被修饰的鸟苷取代,鸟苷上附着着一个甲基。5端的这个帽有助于细胞区分mRNA和细胞中其他类型的RNA,并在随后的翻译中发挥作用。

在转录过程中或转录后不久,一个叫做剪接体的大型复合物切断前mRNA转录的各个部分,重新连接其余的序列。保留在转录本中的RNA序列称为“外显子”(expressed sequences),去掉的部分称为“内含子”(introns)。有趣的是,单个RNA片段可以是一种细胞类型的外显子和另一种细胞类型的内含子。类似地,单个细胞可以包含一个基因转录本的多个变体,该转录本已经被交替地剪接,从而能够从单个基因中产生多个蛋白质。

当转录完成时,酶将约30~200个腺嘌呤核苷酸添加到mRNA前体分子的3个末端。这条poly-A尾巴保护细胞质中的mRNA不被降解。成熟的mRNA然后退出细胞核进行翻译。

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]