Az RNS-feldolgozás célja, hogy a primer transzkriptből érett mRNS-t (fehérje gének esetében) vagy funkcionális tRNS-t vagy rRNS-t hozzon létre. Ebben a fejezetben először a pre-mRNS feldolgozását, majd a pre-rRNS és a pre-tRNS feldolgozását tárgyaljuk.
A pre-mRNS feldolgozása a következő lépéseket foglalja magában:
- Capping – 7-metilguanyát (m7G) hozzáadása az 5′ véghez.
- Poliadenilálás – poly-A farok hozzáadása a 3′ véghez.
- Splicing – intronok eltávolítása és exonok egyesítése.
Egyes esetekben RNS szerkesztés is részt vesz.
5-A-1. ábra. Az RNS-feldolgozás menete fehérje gének esetében.
5′-Capping
A capping röviddel a transzkripció megkezdése után történik. A “sapka” kémiai szerkezetét a következő ábra mutatja, ahol az m7G az első nukleotidhoz egy speciális 5′-5′ trifoszfát kötéssel kapcsolódik. A legtöbb szervezetben az első nukleotidot a ribóz 2′-hidroxiljánál metilálják. A gerincesekben ez a második nukleotid is metilálódik.
5-A-2. ábra. Módosítások az 5′-végen.
3′-Poliadeniláció
A 3′-véghez adenilátmaradékok egy szakasza adódik. A poli-Atail ~ 250 A-maradékot tartalmaz emlősökben, és ~ 100-at élesztőkben.
5-A-3. ábra. Poliadeniláció a 3′-végen. A 3′-os hasítás fő szignálja az AAUAAA szekvencia. A hasítás a specifikus szekvenciától 10-35 nukleotiddal lejjebb történik. Egy második jel a hasítási helytől kb. 50 nukleotiddal lejjebb található. Ez a jel egy GU-gazdag vagy U-gazdag régió.
A pre-rRNS és a pre-tRNS feldolgozása
A frissen átírt pre-rRNS háromerRNS klaszteréből áll: 18S, 5.8S és 28S az emlősökben. Ezeket szét kell választani ahhoz, hogy működőképessé váljanak. A pre-rRNS a nukleoluszban szintetizálódik. Az U3 snRNS, más U-gazdag snRNS-ek és a hozzájuk kapcsolódó fehérjék a nukleoluszban részt vesznek a pre-rRNS hasításában.
Az 5S rRNS a nukleoplazmában szintetizálódik. Nem igényel semmilyen feldolgozást. Miután az 5S rRNS szintetizálódott, a nulceolusba kerül, hogy egyesüljön a 28S és5,8S rRNS-ekkel, és kialakítsa a riboszóma nagy alegységét.
A pre-tRNS-nek kiterjedt feldolgozásra van szüksége ahhoz, hogy funkcionálisaltRNS-szé váljon. Négyféle módosításról van szó:
- Egy extra szegmens (~ 16 nukleotid) eltávolítása az 5′ végén az RNáz P által.
- Egy intron (~ 14 nukleotid) eltávolítása az antikodonhurokban splicinggel.
- Két U-maradék cseréje a 3′-végen a CCA segítségével, ami minden érett tRNS-ben megtalálható.
- Egyes maradékok jellegzetes bázisokká történő módosítása, pl., inozin, dihidrouridin és pszeudouridin.