MRNA - Polski Serwis Naukowy

Dojrzały eukariotyczny mRNA składa się z czapeczki na 5'-końcu, 5'-obszaru nieulegającego translacji (5'UTR), sekwencji kodującej, 3'-obszaru nieulegającego translacji (3'UTR) i ogona poli-A

mRNA, matrycowy (informacyjny, przekaźnikowy) RNA (z ang. messenger RNA) – rodzaj kwasu rybonukleinowego (RNA), którego funkcją jest przenoszenie informacji genetycznej o sekwencji poszczególnych polipeptydów z genów do aparatu translacyjnego.

Pre-mRNA (hnRNA, heterogenny jądrowy RNA) - RNA będący bezpośrednim produktem transkrypcji, najczęściej zawierający niekodujące sekwencje nukleotydów.

tRNA - transportujący, transferowy RNA (z ang. transfer RNA) - cząsteczki kwasu rybonukleinowego (RNA), których zadaniem jest przyłączanie wolnych aminokwasów w cytoplazmie i transportowanie ich do rybosomów, gdzie w trakcie procesu translacji zostają włączone do powstającego łańcucha polipeptydowego. tRNA cechuje wysoka specyficzność w stosunku do aminokwasów. Każdy z aminokwasów syntetyzowanego białka może być transportowany przez jeden, a niektóre przez kilka różnych tRNA. Cząsteczki tRNA występują w komórkach w stanie wolnym bądź też związane ze specyficznym aminokwasem. Kompleks tRNA-aminokwas nosi nazwę aminoacylo-tRNA.

Cząsteczki mRNA po przyłączeniu się do rybosomów stanowią matrycę do syntezy polipeptydów, w której kolejne trójki nukleotydów mRNA (tzw. kodony) są rozpoznawane przez odpowiednie fragmenty (tzw. antykodony) cząsteczek tRNA transportujących aminokwasy, dzięki czemu w procesie translacji powstaje właściwa sekwencja peptydu.

Kwas deoksyrybonukleinowy (dawn. kwas dezoksyrybonukleinowy), w skrócie DNA (od ang. Deoxyribonucleic acid) – wielkocząsteczkowy organiczny związek chemiczny należący do kwasów nukleinowych. Występuje w chromosomach i pełni rolę nośnika informacji genetycznej organizmów żywych.

Kodon – jednostka w sekwencji DNA, składająca się z trzech (nukleotydów) tworzących określony aminokwas. Istnieją 64 kodony, określające 20 aminokwasów. Wyjątek stanowią cztery kodony: kodon AUG, który inicjuje translację (kodon Start) oraz kodony: UAG, UGA i UAA, które są sygnałami do zakończenia translacji (kodon Stop).

Przebieg kodowania mRNA

u prokariotów ma od końca 5' niekodujące sekwencje liderowe (mogące brać udział w regulacji ekspresji genów), kodon AUG (metionina – aminokwas zapoczątkowujący każdą biosyntezę białka), inicjujący syntezę białek, a następnie rejon kodujący (kodony) zakończony kodonem terminacyjnym STOP (UAA, UAG, UGA – nie kodują żadnego aminokwasu).

u eukariotów powstaje podczas transkrypcji DNA jako heterogenne hnRNA (pre-mRNA), a następnie ulega obróbce posttranskrypcyjnej, podczas której dodawana jest czapeczka, wycinane są introny (splicing) i dodawany jest ogon poli-A. Dojrzała cząsteczka mRNA składa się z czapeczki na końcu 5', 5'-obszaru nieulegającego translacji (5'UTR), sekwencji kodującej, 3'-obszaru nieulegającego translacji (3'UTR) i ogona poli-A na końcu 3'.

Niepotrzebne lub uszkodzone mRNA jest degradowane przez rybonukleazy. Regulacja czasu półtrwania mRNA w komórce jest jednym z poziomów kontroli ekspresji genu. U bakterii czas półtrwania cząsteczki mRNA wynosi od kilku sekund do ponad godziny. U ssaków czas półtrwania cząsteczki mRNA wynosi od kilku minut do dni. Cząsteczka mRNA może zawierać sekwencje, które wpływają na jej stabilność poprzez wiązanie specyficznych białek. Na stabilność mRNA wpływa także obecność modyfikacji post-transkrypcyjnych (czapeczka, ogon poli-A). Również związanie się cząsteczki mRNA z siRNA lub miRNA może być sygnałem do jej degradacji.

miRNA (mikroRNA) – jednoniciowe cząsteczki RNA o długości ok. 21-23 nukleotydów, regulujące ekspresję innych genów. miRNA kodowane są przez genom komórki, jak normalne geny, i transkrybowane przez RNA polimerazę II, tak samo, jak mRNA. Prekursorem są niewielkie RNA, o strukturze spinki do włosów, które ulegają obróbce podobnie do siRNA. Wchodzą w skład kompleksów rybonukleoproteinowych blokujących specyficznie translację mRNA i nadają im specyficzność. W odróżnieniu od siRNA, miRNA nie posiadają 100%-owej identyczności sekwencji do docelowego mRNA. miRNA są zaangażowane w negatywną regulację ekspresji genów podczas rozwoju; ocenia sie, ze biorą udział w regulacji 30% ludzkich genów. Są mediatorami mechanizmu interferencji z translacją mRNA (RNAi).

Gen (gr. γηνοσ – ród, pochodzenie) – podstawowa jednostka dziedziczności, która determinuje powstanie jednego polipeptydu lub kwasów rRNA lub tRNA.

mRNA mono- i policistronowe

Cząsteczka monocistronowego mRNA to taka, która zawiera informację genetyczną tylko o jednym łańcuchu polipeptydowym. Jest to sytuacja dla większości mRNA eukariota. Z kolei mRNA policistronowe zawiera na pojedynczej nici informację o kilku białkach, które podlegają normalnej translacji. Takie mRNA jest powszechne u bakterii i Archeonyarchea. mRNA policistronowe jest m.in. efektem transkrypcji genów wchodzących w skład jednego operonu.

Bakterie (łac. Bacteriae, od gr. bakterion – "pałeczka") – grupa mikroorganizmów, stanowiących osobne królestwo. Są to jednokomórkowce lub zespoły komórek o budowie prokariotycznej. Badaniem bakterii zajmuje się bakteriologia, gałąź mikrobiologii.

Prokarionty, prokarioty, organizmy prokariotyczne (Prokaryota, Procaryota) – mikroorganizmy w większości jednokomórkowe, których komórka nie zawiera jądra komórkowego oraz organelli komórkowych charakterystycznych dla eukariontów. Nazwa pochodzi od greckich słów pros (przed) i karyon (jądro). Pozostałe synonimy to: akariobionty, akariota, organizmy akariotyczne, anukleobionty, bezjądrowce, bezjądrowe, prokariota, protokarionty, przedjądrowce.

W przypadku nici mRNA kodującej dokładnie dwa białka, używa się czasem terminu mRNA dicistronowe.

Przypisy

Marzena Popielarska-Konieczna: Słownik szkolny - biologia. Kraków: Wydawnictwo Zielona Sowa, 2003, s. 439. ISBN 83-7389-096-3.
Praca zbiorowa pod redakcją Krzysztofa Staronia: Biologia - podręcznik do liceum ogólnokształcącego: zakres rozszerzony, część 2, tom 1. Warszawa: WSiP, 2003, s. 45-46. ISBN 83-02-08628-2.
Praca zbiorowa pod redakcją Krzysztofa Staronia: Biologia - podręcznik do liceum ogólnokształcącego: zakres rozszerzony, część 2, tom 1. Warszawa: WSiP, 2003, s. 47-48. ISBN 83-02-08628-2.
Praca zbiorowa pod redakcją Krzysztofa Staronia: Biologia - podręcznik do liceum ogólnokształcącego: zakres rozszerzony, część 2, tom 1. Warszawa: WSiP, 2003, s. 3. ISBN 83-02-08628-2.
Praca zbiorowa: Biologia - Repetytorium dla maturzystów i kandydatów na wyższe uczelnie. Warszawa: WSiP, 2006, s. 40. ISBN 83-02-09004-2.
Kozak M. Comparison of initiation of protein synthesis in procaryotes, eucaryotes, and organelles.. „Microbiol Rev”. Mar;47. 1, s. 1-45, 1983. PMID 6343825.

Metionina (nazwa skrótowa Met) – organiczny związek chemiczny, aminokwas kodowany, obojętny elektrycznie. Obok cysteiny jest jednym z dwóch aminokwasów zawierających siarkę. Występuje w dużych ilościach w kazeinie mlekowej, białku jaj. Naturalnie występująca metionina ma zazwyczaj konfigurację L.

Splicing, składanie genu, wycinanie intronów - usunięcie intronów (sekwencji niekodujących) i połączenie egzonów (sekwencji kodujących) z prekursorowego mRNA organizmów eukariotycznych. Proces ten zachodzi podczas obróbki posttranskrypcyjnej po to, by dojrzały mRNA, przygotowany do translacji, kodował ciągły łańcuch polipeptydowy (od kodonu start do stop). Splicing katalizowany jest przez kompleks białek i RNA zwany spliceosomem. W niektórych przypadkach następuje samowycinanie się intronów, bez udziału spliceosomu, funkcję katalityczną pełni wówczas RNA (rybozym).