RNA

TYPY RNA

• • mRNA … mesenger RNA

  • rRNA … ribosomální RNA

  • tRNA … transferová RNA

  • hnRNA … prekursor mRNA (= pre-mRNA), podléhá sestřihu (splicing, viz dále)

  • snRNA … malá jaderná RNA (U1–U6), účastní se setřihu (viz dále)

  • snoRNA … malá jadérková RNA, zrání rRNA

  • gRNA … guideRNA, editování RNA

  • antisenseRNA … RNA transkripty sloužící k regulaci mRNA

  • siRNA … 22–23 bp produkty procesu RNA interference

  • 7S RNA … součást signál rozpoznávající částice (SRP), účastní se kotranslačního transportu proteinu do endoplasmatického retikula

  • microRNA … regulují translaci vazbou na 3‘ nepřekládanou oblast

ÚPRAVY EUKARYOTICKÉ mRNA

• • vzniká z primárního transkriptu = hnRNA (pre-mRNA)

  • prokaryota – DNA přímo v cytoplazmě – pokud se v průběhu transkripce objeví volný 5′-konec mRNA, ihned nasedají ribozomy a začíná proteosyntéza → žádné úpravy

  • eukaryota – DNA v jádře × ribozomy v cytoplazmě → úpravy nutné – stabilizace molekuly RNA a napomáhání při transportu z jádra do cytoplazmy jadernými póry + signál, že daná mRNA má oba konce a informace je kompletní

  • prokaryota – většina proteinů kódována nepřerušeným úsekem DNA

  • eukaryota – exony (kódující sekvence), introny (nekódující sekvence; často tvoří větší část genomu)

  • nejprve transkripce celého genu (intronů i exonů) → vznikne primární transkript → RNA-capping, polyadenylace, RNA-splicing → vznikne kratší molekula mRNA s nepřerušenou sekvencí → transport do cytoplazmy

RNA-capping (přidání methylguanosinové čepičky)

• • modifikace 5′-konce (na začátku)

  • navázání atypického nukleotidu – guanin s methylovou skupinou = methylguanosinová čepička

  • probíhá kotranskripčně

  • neobvyklá vazba 5′-5′ mezi čepičkou a zbytkem RNA

  • funkce: ochrana RNA před degradací od 5′-konce, signál pro nalezení mRNA ribozomem

Polyadenylace

• • modifikace 3′-konce (na konci)

  • nukleáza naštěpí ve specifickém místě RNA, jiný enzym přidá RNA-sekvenci složenou pouze z adeninů (poly(A)-konec) – obvykle několik desítek až stovek nukleotidů

RNA-splicing (sestřih RNA)

• • do cytoplazmy se dostane jen asi 5 % z RNA, která vznikne v jádře

  • vystřihávání intronů, sekvencí bez kódujícího smyslu

  • RNA vždy začíná i končí exonem (vždy o 1 více než intronů)

  • místa sestřihu určena specifickými sekvencemi – na rozhraní exon/intron AG/GU, na rozhraní intron/exon AG/G + specifický A asi 30 nukleotidů před 3′-koncem intronu

  • enzymy snRNP (small nuclear ribonucleoprotein particles) = proteiny + snRNA

    • snRNA na základě komplementarity bází rozpozná začátek intronu a místo uzavření lasovité struktury

    • proteiny U1, U2, U4, U5 a U6 (U3 chybí) se spojí do 1 komplexu = spliceosom (nasedají postupně + musí být všechny, aby to fungovalo) → tím se přiblíží oba konce intronu k sobě → specifický A atakuje 5′ sestřihové místo a rozštěpí cukr-fosfátovou vazbu → uvolněný 5′-konec intronu se kovalentně váže na A → vzniká smyčka = lasovitá struktura (syn. lariátová struktura)

    • volný 3′-konec exonu 1 reaguje se začátkem exonu 2 → rozštěpí intron-exonové spojení a kovalentně se spojí s 5′-koncem exonu 2

  • výsledek: spojení 2 sousedních exonů do 1 kódující sekvence + uvolnění intronu v lasovité podobě

• alternativní sestřih

  • primární transkript může být sestřižen různými způsoby → z 1 hnRNA může sestřihem různých exonů vzniknout několik odlišných mRNA (tudíž i proteinů)

  • typické např. při vzniku protilátek v B-lymfocytech