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8.11:

Processamento del pre-mRNA

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Molecular Biology
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Pre-mRNA Processing

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– [Istruttore] Nelle cellule eucariotiche, l’mRNA appena trascritto è chiamato mRNA precursore o pre-mRNA. Ogni pre-mRNA riceve due importanti modifiche. Uno nei cinque primi della molecola, chiamato cappuccio e l’altro all’estremità a tre primi della molecola, chiamato coda. Il tappo a cinque primi è composto da un singolo 7-metilguanosina, un nucleotide di guanina modificato, che è attaccato al primo nucleotide del pre-mRNA da un legame trifosfato. Una sequenza specifica di nucleotidi verso la fine della trascrizione pre-mRNA, generalmente A, A, U, A, A, A, chiamata segnale di poliadenilazione, recluta una proteina legante l’RNA e dirige un enzima, un endonucleasi, per tagliare la trascrizione all’estremità a tre primi della sequenza del segnale. Un diverso enzima, la poliadenilate polimerasi, quindi aggiunge una lunga serie di nucleotidi di adenina, fino a 200, all’estremità a tre primi della trascrizione. Il cappuccio a cinque primi e la coda a tre poli poli-A proteggono le estremità della trascrizione dal degrado. La coda a tre numeri primi segnala anche al trasporto di molecole che la trascrizione dell’mRNA è pronta a lasciare il nucleo. Al di fuori del nucleo, il cappuccio a cinque primi aiuta il ribosoma ad attaccarsi alla trascrizione in modo che possa iniziare la traduzione. L’ultima modifica a una trascrizione dell’RNA è la rimozione di sequenze non codificanti chiamate introni. Un complesso di proteine e RNA, chiamato spliceosoma, cerca marcatori alle estremità degli introni, ritaglia gli introni dalla trascrizione e collega gli esoni rimanenti, che sono le sequenze che codificano per le proteine.

8.11:

Processamento del pre-mRNA

Nelle cellule eucariotiche, le trascrizioni fatte dalla polimerasi dell’RNA vengono modificate ed elaborate prima di uscire dal nucleo. L’RNA non trasformato è chiamato mRNA precursore o pre-mRNA, per distinguerlo dall’mRNA maturo.

Una volta che circa 20-40 ribonucleotidi sono stati uniti dalla polimerasi dell’RNA, un gruppo di enzimi aggiunge un “cap” (cappuccio, rivestimento) all’estremità 5′ della trascrizione in crescita. In questo processo, un fosfato al 5′ viene sostituito da una guanosina modificata che ha un gruppo metilico collegato ad esso. Questo cap 5′ aiuta la cellula a distinguere l’mRNA da altri tipi di RNA nella cellula e svolge un ruolo nella traduzione successiva.

Durante o poco dopo la trascrizione, un grande complesso chiamato spliceosoma taglia fuori varie parti della trascrizione pre-mRNA, ricongiungendo le sequenze rimanenti. Le sequenze di RNA che rimangono nella trascrizione sono chiamate “esoni” (sequenze espresse) mentre le porzioni rimosse sono chiamate “introni”. È interessante notare che un singolo segmento di RNA può essere un esone in un tipo di cellula e un introne in un altro. Allo stesso modo, una singola cellula può contenere più varianti di una trascrizione genica che è stata alternativamente fusa, consentendo la produzione di più proteine da un singolo gene.

Quando la trascrizione è completata, un enzima aggiunge circa 30-200 nucleotidi adenini alla fine 3′ della molecola pre-mRNA. Questa coda poli-A protegge l’mRNA dalla degradazione del citoplasma. L’mRNA maturo esce quindi dal nucleo per la traduzione.

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]