L’elaborazione dell’RNA serve a generare un mRNA maturo (per i geni proteici) o un tRNA o rRNA funzionale dal trascritto primario. In questa sezione, discutiamo prima l’elaborazione del pre-mRNA e poi l’elaborazione del pre-rRNA e del pre-tRNA.
L’elaborazione del pre-mRNA comporta i seguenti passi:
- Captazione – aggiungere 7-metilguanilato (m7G) all’estremità 5′.
- Poliadenilazione – aggiungere una coda poly-A all’estremità 3′.
- Splicing – rimuovere gli introni e unire gli esoni.
In alcuni casi, è coinvolto anche l’editing dell’RNA.
Figura 5-A-1. La procedura di elaborazione dell’RNA per i geni proteici.
5′-Capping
Capping avviene poco dopo l’inizio della trascrizione. La struttura chimica del “tappo” è mostrata nella figura seguente, dove m7G è legato al primo nucleotide da uno speciale legame 5′-5′ trifosfato. Nella maggior parte degli organismi, il primo nucleotide è metilato al 2′-idrossile del ribosio. Nei vertebrati, anche il secondo nucleotide è metilato.
Figura 5-A-2. Modifiche all’estremità 5′.
3′-Poliadenilazione
Un tratto di residui di adenilato viene aggiunto all’estremità 3′. La poli-coda contiene ~ 250 residui A nei mammiferi, e ~ 100 nei lieviti.
Figura 5-A-3. Poliadenilazione all’estremità 3′. Il segnale principale per la scissione 3′ è la sequenza AAUAAA. Il clivaggio avviene a 10-35 nucleotidi a valle della sequenza specifica. Un secondo segnale si trova circa 50 nucleotidi a valle del sito di scissione. Questo segnale è una regione ricca di GU o ricca di U.
Trasformazione del pre-rRNA e del pre-tRNA
Il pre-rNA appena trascritto è un gruppo di treerRNA: 18S, 5,8S e 28S nei mammiferi. Devono essere separati per diventare funzionali. Il pre-rRNA è sintetizzato nel nucleolo. L’U3 snRNA, altri snRNA ricchi di U e le loro proteine associate nel nucleolo sono coinvolti nella scissione del pre-rRNA.
5S rRNA è sintetizzato nel nucleoplasma. Non richiede alcuna elaborazione. Dopo che 5S rRNA è sintetizzato, entrerà nel nulceolo per combinarsi con 28S e5.8S rRNA, formando la grande subunità del ribosoma.
Pre-tRNA richiede un’ampia elaborazione per diventare un functionaltRNA. Sono coinvolti quattro tipi di modifiche:
- Rimozione di un segmento extra (~ 16 nucleotidi) all’estremità 5′ da parte della RNasi P.
- Rimozione di un introne (~ 14 nucleotidi) nel ciclo dell’anticodone tramite splicing.
- Sostituzione di due residui U all’estremità 3′ mediante CCA, che si trova in tutti i tRNA maturi.
- Modifica di alcuni residui in basi caratteristiche, ad es, inosina, diidrouridina e pseudouridina.