Poliadenylacja - Polski Serwis Naukowy

Poliadenylacja - modyfikacja eukariotycznego mRNA dotycząca końca 3' cząsteczki. Jest to dodawanie szeregu nukleotydów adeninowych zwanego fragmentem poliadenylowym lub poli-A. Po zakończeniu syntezy transkryptu mRNA jest przecinane przez specyficzną endonukleazę w pewnej odległości od sygnału poliadenylacji AAUAAA, a następnie poli-A polimeraza (PAP) dołącza (do końca 3') od 50 do 250 nukleotydów adeninowych. Zabieg taki ma na celu zabezpieczenie cząsteczki mRNA eukariontów przed degradacją zanim zdąży opuścić jądro komórkowe. Ponadto transkrypt z ogonem poli-A jest wydajniejszą matrycą w trakcie translacji. Pojedynczy transkrypt może mieć kilka sygnałów do poliadenylacji.

Immunoglobuliny M (IgM) – gamma globuliny produkowane przez plazmocyty. Stanowią klasę przeciwciał zawierających łańcuch ciężki o wzorze domen: VH + CH1 + CH2 + CH3 + CH4 + ogon (przeciwciała te nie zawierają regionu zawiasowego).

Jądro komórkowe, nukleus - otoczone błoną organellum obecne we wszystkich komórkach eukariotycznych. Zawiera większość materiału genetycznego komórki, zorganizowanego w postaci wielu pojedynczych, długich nici DNA związanych z dużą ilością białek, na przykład histonowych, które razem tworzą chromosomy. Geny zlokalizowane w chromosomach stanowią genom komórki. Funkcją jądra komórkowego jest przechowywanie i powielanie informacji genetycznej oraz kontrolowanie czynności komórki, poprzez regulowanie ekspresji genów, dlatego właśnie stanowi ono centrum kontroli komórki. Główne struktury, które obecne są w budowie jądra komórkowego to błona jądrowa, podwójna membrana otaczająca całe organellum i oddzielająca je od cytoplazmy oraz blaszka jądrowa, sieć delikatnych włókienek białkowych utworzonych przez laminy, stanowiących rusztowanie dla jądra i nadających mu wytrzymałość mechaniczną. Błona jądrowa jest nieprzepuszczalna dla większości cząsteczek, dlatego obecne są w niej pory jądrowe. Są to kanały przechodzące przez obie błony, umożliwiające transport jonów i innych cząstek. Transport większych cząstek, takich jak białka, jest ściśle kontrolowany i zachodzi na zasadzie transportu aktywnego, kontrolowanego przez białka transportowe. Transport jądrowy jest kluczowy dla funkcjonowania komórki, ponieważ przemieszczanie cząstek poprzez błonę jądrową wymagany jest zarówno przy zarządzaniu ekspresją genów oraz utrzymywaniu chromosomów.

Przebieg poliadenylacji

Poliadenylacja odbywa się w jądrze komórkowym. Do prowadzącej transkrypcję polimerazy RNA II są przyłączone czynniki CPSF (ang. Cleavage and Polyadenylation Specificity Factor) i CstF (ang. Cleavage Stimulation Factor). Kiedy polimeraza dojdzie do sygnału poliadenylacji, czynniki te odłączają się od niej i wiążą z mRNA. CPSF rozpoznaje i wiąże sekwencję AAUAAA, a CstF położony w pobliżu obszar bogaty w uracyl lub uracyl i guaninę. CstF jest zaangażowany w wybór jednego z alternatywnych sygnałów do poliadenylacji w mRNA kodującym IgM. Po związaniu się CPSF i CsfT z mRNA następuje przecięcie cząsteczki w odległości ok. 35 nukleotydów za sekwencją AAUAAA. Poli-A polimeraza (PAP) rozpoczyna dołączanie nukleotydów adeninowych do końca 3' przeciętej cząsteczki mRNA. Do nowo powstającej sekwencji poli-A wiąże się białko PABP (ang. Polyadenylate Binding Protein). Dojrzałe mRNA z ogonem poli-A, który może mieć długość 50-250 nukleotydów, jest transportowane do cytoplazmy. W cytoplazmie białko PABP umożliwia interakcje ogona poli-A z 5'-końcem mRNA.

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.

Polimerazy (EC 2.7.7.6/7/19/48/49) – enzymy mające zdolność syntezy nici komplementarnej na matrycy pojedynczej nici kwasu nukleinowego. Polimerazy występują u wszystkich organizmów żywych.

Poliadenylacja a degradacja RNA

U eukariontów zazwyczaj ogon poli-A chroni mRNA przed degradacją, a jego usunięcie przez specyficzne nukleazy zwykle zapoczątkowuje degradację mRNA. Podczas translacji ogon poli-A jest stopniowo skracany, a gdy osiągnie długość ok. 10-25 nukleotydów, wpływa to na wiązanie białka PABP, co powoduje, że ulegające translacji mRNA przestaje mieć kształt zamkniętej pętli. Umożliwia to rozpoczęcie jednego ze szlaków degradacji mRNA albo przez usunięcie czapeczki na końcu 5' albo przez dalszą deadeynlację. Obie drogi kończą się degradacją mRNA.

Uracyl (z łac. urina - mocz i acetum - ocet) 1H-pirymidyn-2,4-dion lub 2,4-dioksypirymidyna lub 2,4-dwuhydroksypirymidyna o wzorze: C4H4N2O2 - jedna z zasad azotowych wchodzących w skład nukleotydów RNA. Uracyl (U) tworzy komplementarną parę z adeniną (A) w RNA. Należy do pirymidyn. Pochodne uracylu ( na przykład 5-fluorouracyl) stosowane są jako leki w onkologii.

W biologii molekularnej translacja (łac. translatio - tłumaczenie) – proces syntezy łańcucha polipeptydowego białek na matrycy mRNA. W jego wyniku dochodzi do ostatecznego przetłumaczenia informacji genetycznej zawartej pierwotnie w kodzie genetycznym DNA na konkretną strukturę białka, zależną od uszeregowania aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym.

U bakterii, a także w chloroplastach i mitochondriach roślin wyższych poliadenylacja może być sygnałem do degradacji RNA.

Przypisy

Mitochondrium (w liczbie mnogiej mitochondria) – otoczone błoną organellum, obecne w większości komórek eukariotycznych. Organella te mają różną wielkość, przeważnie od 2 do 8 μm, mogą też szybko zmieniać swój kształt i rozmiary. Są one miejscem, w którym w wyniku procesu oddychania komórkowego powstaje większość adenozynotrifosforanu (ATP) komórki, będącego jej źródłem energii[1]. Oprócz tego, mitochondria są zaangażowane w wiele innych procesów, takich jak sygnalizacja komórkowa, specjalizacja, wzrost i śmierć komórki, czy też kontrola cyklu komórkowego[2]. Nazwa pochodzi od greckiego μίτος (mitos) - nić oraz χονδρίον (chondrion) - ziarno.

Chloroplast (ciałko zieleni) – otoczone podwójną błoną białkowo-lipidową organellum komórkowe występujące u roślin i glonów eukariotycznych. Są rodzajem plastydów. Zawierają zielone barwniki chlorofile pochłaniające energię światła słonecznego potrzebną do fotosyntezy. W nich zachodzi przemiana dwutlenku węgla oraz wody z wykorzystaniem energii świetlnej w glukozę oraz tlen.