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9.7:

Decadimento dell'mRNA mediato da un nonsenso

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Molecular Biology
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Nonsense-mediated mRNA Decay

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Quando una molecola di mRNA viene trasportata dal nucleo al citosol, non appena la sua estremità principale emerge da un poro nucleare, un ribosoma inizia a tradurla;questa traduzione di prova controlla l’mRNA per gli errori e contrassegna gli mRNA elaborati in modo irregolare per la degradazione. In questo meccanismo di sorveglianza mRNA chiamato percorso di decadimento dell’mRNA mediato da nonsense-o NMD-il ribosoma può rilevare se una molecola di mRNA ha un nonsense o un codone errato. Generalmente, un pre-mRNA può contenere codoni di stop all’interno di introni oltre al codone di stop previsto.Quando il pre-mRNA viene unito ed elaborato nel nucleo, il Complesso di giunzione esoni-o EJCs-legano l’mRNA in ogni sito di giunzione. Nella fase di prova della traduzione, le EJC sono spostate dal ribosoma in movimento. in un mRNA normalmente unito, questo codone di arresto-segnato dalla sequenza UAA, UAG, o UGA-giace all’interno dell’ultimo esone;così quando il ribosoma lo raggiunge, e la traduzione è terminata, non ci sono EJC legati.Una volta che l’mRNA supera il controllo di qualità, diventa disponibile per ulteriori cicli di traduzione. Gli mRNA incompletamente congiunti hanno ancora codoni non-sense presenti nel quadro di lettura dell’mRNA. Questo fenomeno si osserva più frequentemente in organismi con introni più lunghi.Quando un ribosoma traduce questo mRNA, esso raggiunge un codone di stop prima di interagire con l’EJC finale. Il ribosoma bloccato termina quindi, la traduzione prematuramente, mentre il pathway attiva la risposta NMD. L’EJC legato funge da piattaforma di legame per i fattori NMD, che includono le proteine upframe-shift UPF1, UPF2 e UPF3, e un enzima fosforilante-00:02:10.039-00:02:11.540 SMG.Queste proteine reclutano esonucleasi, che degradano l’mRNA difettoso. La sorveglianza di NMD è critica nella selezione per le combinazioni genetiche che possono produrre una proteina funzionale.

9.7:

Decadimento dell'mRNA mediato da un nonsenso

The Upf proteins that carry out nonsense-mediated decay (NMD) are found in all eukaryotic organisms, including humans. Each protein has an individual role, but they need to work in collaboration. Upf1 is an ATP-dependent RNA helicase that unwinds the RNA helix. Because Upf1 can unwind any RNA, Upf2 and Upf3 are required to help Upf1 discriminate between nonsense and normal mRNAs.

Usually, Upf3 binds to an Exon Junction Complex (EJC) at mRNA splice sites. If a ribosome fully translates the mRNA, Upf3 and EJC are displaced during translation. However, if there is a premature stop codon, Upf3 remains bound to EJC and marks the mutant mRNA for degradation.

Nonsense codon sequences may naturally occur in the intronic regions of an mRNA. However, a mutation can also produce a nonsense codon within a gene sequence. Such mutations are called nonsense mutations. As in the NMD pathway, these mutations also lead to premature termination of translation. The incomplete polypeptide synthesized is usually inactive. Normal function can be restored to the gene if a second mutation corrects the termination codon to an amino acid coding sequence, or suppresses the effects of the termination codon. These rectifying mutations are called nonsense suppressors. The most common nonsense suppressors are mutations in tRNA genes that produce specialized tRNAs called suppressor tRNAs. These can bind to the premature termination codon and insert an amino acid at that position.

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.