RNA:n prosessoinnilla tarkoitetaan kypsän mRNA:n (proteiinigeenien osalta) tai toimivan tRNA:n tai rRNA:n tuottamista alkutranskriptistä. Tässä jaksossa käsitellään ensin pre-mRNA:n prosessointia ja sen jälkeen pre-rRNA:n ja pre-tRNA:n prosessointia.
Pre-mRNA:n prosessointiin kuuluvat seuraavat vaiheet:
- Päällystäminen – lisätään 7-metyyliguanylaattia (m7G) 5′ päähän.
- Polyadenylaatio – lisätään poly-A-häntä 3′-päähän.
- Splikointi – poistetaan intronit ja yhdistetään eksonit.
Joskus myös RNA:n editointi.
Kuva 5-A-1. Proteiinigeenien RNA-prosessoinnin kulku.
5′-Capping
Capping tapahtuu pian transkription alkamisen jälkeen. ”Korkin” kemiallinen rakenne on esitetty seuraavassa kuvassa, jossa m7G liittyy ensimmäiseen nukleotidiin erityisellä 5′-5′ trifosfaattisidoksella. Useimmissa organismeissa ensimmäinen nukleotidi metyloituu riboosin 2′-hydroksyyliin. Selkärankaisilla myös toinen nukleotidi metyloituu.
Kuva 5-A-2. Modifikaatiot 5′-päässä.
3′-Polyadenylaatio
3′-päähän lisätään joukko adenylaattijäämiä. Polyahäntä sisältää nisäkkäillä ~ 250 A-jäännöstä ja hiivoilla ~ 100.
Kuva 5-A-3. Polyadenylaatio 3′-päässä. Tärkein signaali 3′ pilkkoutumiselle on sekvenssi AAUAAA. Halkaisu tapahtuu 10-35 nukleotidia kyseisestä sekvenssistä alavirtaan. Toinen signaali sijaitsee noin 50 nukleotidia pilkkoutumiskohdasta alavirtaan. Tämä signaali on GU-rikas tai U-rikas alue.
Pre-rRNA:n ja pre-tRNA:n prosessointi
Uusi transkriptoitunut pre-rRNA on kolmen terRNA:n klusteri: 18S, 5.8S ja 28S nisäkkäillä. Ne on erotettava toisistaan, jotta niistä tulisi toimivia. Pre-rRNA syntetisoituu nukleoluksessa. U3-snRNA, muut U-rikkaat snRNA:t ja niihin liittyvät proteiinit nukleoluksessa osallistuvat pre-rRNA:n pilkkomiseen.
5S-rRNA syntetisoidaan nukleoplasmassa. Se ei vaadi mitään prosessointia. Kun 5S rRNA on syntetisoitunut, se siirtyy nukleoliin yhdistymään 28S- ja5.8S rRNA:n kanssa muodostaen ribosomin suuren alayksikön.
Pre-tRNA vaatii laajaa prosessointia tullakseen funktionaaliseksialtRNA:ksi. Siihen liittyy neljänlaisia modifikaatioita:
- RNAasi P:n poistama ylimääräinen segmentti (~ 16 nukleotidia) 5′-päässä.
- Intronin (~ 14 nukleotidia) poistaminen antikodon-silmukasta splikoimalla.
- Kahden U-jäännöksen korvaaminen 3′-päässä CCA:n avulla, jota esiintyy kaikissa kypsissä tRNA:issa.
- Joidenkin jäännösten muokkaaminen ominaisemäksiksi, esim, inosiini, dihydrouridiini ja pseudouridiini.