RNA-bearbetning är att generera ett moget mRNA (för proteingener) eller ett funktionsdugligt tRNA eller rRNA från det primära transkriptet. I detta avsnitt diskuterar vi först bearbetningen av pre-mRNA och sedan bearbetningen av pre-rRNA och pre-tRNA.
Bearbetningen av pre-mRNA omfattar följande steg:
- Capping – tillsätt 7-metylguanylat (m7G) i 5′-änden.
- Polyadenylering – lägger till en poly-A svans i 3′-ändan.
- Splicing – tar bort introner och sammanfogar exoner.
I vissa fall är även RNA-redigering inblandad.
Figur 5-A-1. Förfarandet för RNA-bearbetning för proteingener.
5′-Capping
Capping sker strax efter att transkriptionen har börjat. Den kemiska strukturen för ”cap” visas i följande figur, där m7G är kopplad till den första nukleoiden genom en speciell 5′-5′-trifosfatlänkning. I de flesta organismer är den första nukleotiden metylerad vid ribosens 2′-hydroxyl. Hos ryggradsdjur är den andra nukleotiden också metylerad.
Figur 5-A-2. Modifieringar i 5′-ändan.
3′-Polyadenylering
En sträcka av adenylatrester läggs till i 3′-ändan. Poly-Atail innehåller ~ 250 A-rester hos däggdjur och ~ 100 hos jäst.
Figur 5-A-3. Polyadenylering i 3′-ändan. Den viktigaste signalen för 3′-klyvningen är sekvensen AAUAAAAA. Klyvningen sker 10-35 nukleotider nedströms från den specifika sekvensen. En andra signal finns cirka 50 nukleotider nedströms från klyvningsstället. Denna signal är en GU-rich eller U-rich region.
Bearbetning av pre-rRNA och pre-tRNA
Det nyligen transkriberade pre-rRNA är ett kluster av threerRNAs: 18S, 5.8S och 28S hos däggdjur. De måste separeras för att bli funktionella. Pre-rRNA syntetiseras i nukleolus. U3 snRNA, andra U-rika snRNA och de associerade proteinerna i nukleolus är involverade i klyvningen av pre-rRNA.
5S rRNA syntetiseras i nukleoplasman. Det kräver ingen bearbetning. Efter att 5S rRNA syntetiserats kommer det in i nulceolus för att kombineras med 28S- och5,8S-rRNA och bilda ribosomens stora underenhet.
Pre-tRNA kräver omfattande bearbetning för att bli ett funktionsaltRNA. Fyra typer av modifieringar är inblandade:
- Fråntagande av ett extra segment (~ 16 nukleotider) i 5′-ändan genom RNas P.
- Fråntagande av ett intron (~ 14 nukleotider) i anticodonslingan genom skarvning.
- Uppdatering av två U-rester i 3′-ändan genom CCA, som finns i alla mogna tRNA:er.
- Modifiering av vissa rester till karakteristiska baser, t.ex, inosin, dihydrouridin och pseudouridin.