Редагування мРнк
У кількох особливих випадках процес дозрівання мРНК включає також різноманітні модифікації, які об'єднують під назвою редагування мРНК (mRNA editing). Редагування, яке найчастіше відбувається під час сплайсингу або відразу після нього, не є типовим еукаріотичним процесом, хоча й зустрічається практично в усіх таксонах.
У мітохондріях простіших більшість мРНК піддається редагуванню за РНК-залежним механізмом. Так звана гідова РНК (guide RNA) спарюється з комплементарною ділянкою мРНК та ініціює збірку мультибілкової едитосоми (editosome), компоненти якої забезпечують видалення чи інсерцію уридина у певне місце ділянки мРНК.
У мітохондріях та хлоропластах рослин часто відбувається дезамінування цитидина із заміною його на уридин, що змінює кодуючі властивості багатьох мРНК.
Дезамінування аденіна в певному місці ланцюга із перетворенням його на інозин (неканонічна пуринова основа, див. розділ 8) відбувається в мРНК різних субодиниць Glu-залежного Са2+-каналу нервових клітин ссавців. Наслідком нуклеотидної заміни є амінокислотні заміни у складі білка (всередині трансмембранної пори); комбінація різних (редагованих та ні) субодиниць створює розмаїття каналів щодо їх чутливості до хімічного сигналу (амінокислоти Glu) та швидкості потоку Са2+ через мембрану. Редагування такого типу залежить від активності спеціальних ферментів (аденозин деаміназ). Вважається, що вони зв'язуються із дволанцюговими шпильками, які тимчасово формуються в мРНК під час синтезу, де впізнають певні елементи послідовності пар основ.
Іншим прикладом є перетворення шляхом дезамінування певного цитидина на уридин в мРНК аполіпобілка В (ApoB, apolipoprotein B) печінки ссавців. Заміна призводить до перетворення глутамінового кодона на стоп-кодон. У результаті білок може існувати в двох формах з різною довжиною поліпептидного ланцюга. Обидві форми використовуються для транспорту тригліцеридів та холестерину через кров, причому більш довга форма пов'язана з підвищенням ризику атеросклерозу. Редагування мРНК ApoB, яке відбувається паралельно з поліаденилуванням, залежить від певної послідовності мРНК, яка впізнається комплексом білків, серед яких – специфічна деаміназа.
Контрольні запитання
1. У яких операціях полягає процесинг мРНК? Де і коли він здійснюється?
2. Опишіть загальну будову еукаріотичної мРНК.
3. Опишіть хімічну будову кепа. У чому полягає його функціональне значення?
4. Як і коли відбувається кепування 5'-кінця мРНК?
5. Опишіть послідовність етапів сплайсингу. Що таке точка розгалуження?
6. Що таке сплайсосома? З яких елементів вона складається, де і коли формується? Опишіть основні етапи утворення сплайсосоми.
7. Як здійснюється каталіз хімічних реакцій спласингу? Що таке рибозим?
8. З яких причин при збірці та роботі сплайсосоми використовується енергія гідролізу АТР?
9. Як відбувається термінація транскрипції РНК-полімеразою ІІ?
10. Опишіть основні механізми альтернативного сплайсингу.
Рекомендована література
Colgan D.F., Manley J.L. (1997) Mechanism and regulation of mRNA polyadenylation. Genes Dev., 11, 2755-2766.
In the RNA world. (1993). R.F.Gesteland, J.F.Atkins, eds. Cold Spring Harbor, New York: CPHL Press.
Jurica M.S., Moore M.J. (2004) Pre-mRNA splicing: awash in a sea of proteins. Mol. Cell, 12, 5-14.
Matlin A.J., Clark F., Smith C.W.J. (2005) Understanding alternative splicing: towards a cellular code. Nature Rev., 6, 386-398.
Palancade B., Bensaude O. (2003) Investigating RNA polymerase II carboxyl-terminal domain (CTD) phosphorylation. Eur. J. Biochem., 270, 3859–3870.
Sims R.J., Belotserkovskaya R., Reinberg D. (2004) Elongation by RNA polymerase II: the short and long of it. Genes Dev., 18, 2437–2468.
Staley J.P., Guthrie C. (1998) Mechanical devices of the spliceosome: motors, clocks, springs, and things. Cell, 92, 315-326.
Stuart K., Panigrahi A.K. (2002) RNA editing: complexity and complications. Mol. Microbiology, 45, 591-596.
Zorio D.A.R., Bentley D.L. (2004) The link between mRNA processing and transcription: communication works both ways. Exp. Cell Res., 296, 91–97.