Посттранскрипционна регулация

Да разгледаме след- транскрипционната регулация, която е регулация след като ДНК е била транскрибирана в иРНК. Начертах тази схема тук за теб, и тя показва как една ДНК верига има съответна РНК верига и после иРНК веригата. Ще обясня за какво са различните цветове и думи. След като ДНК се транскрибира от РНК полимеразата до съответна РНК верига, тази РНК верига трябва да получи това, което наричам хубава малка подстрижка, а после някакво защитно облекло, преди да може да напусне уюта на ядрото за големия си дебют в цитоплазмата във вид на напълно обработена информационна РНК, или иРНК, верига. Помни, че този вид регулация протича само при еукариотите и тази модификация също помага да се стабилизира иРНК, за да бъде защитена от преждевременно разрушаване преди да бъде транслирана до протеин. Както можеш да видиш тук, ДНК се транскрибира стъпка по стъпка, база по база, в РНК и можеш да видиш, че има отрязъци РНК, които в крайна сметка я превръщат в завършена иРНК, тези къси отрязъци, които се наричат екзони, и това са последователностите, които кодират крайния протеинов продукт. После има къси некодиращи отрязъци РНК, които биват изрязани и това ще е подстрижката, за която споменах, а тези се наричат интрони и това бива придружено от голям молекулярен комплекс, наречен сплайсеозома. Сплайсеозомата се свързва към всяка страна на един интрон, навива интрона в кръг, а после го изрязва и след това свързва двата отрязани края заедно, откривайки екзоните, един вид сливайки ги в едно. Лесен начин да помним кои последователности са екзони и кои са интрони е това, че екзоните излизат от ядрото, а интроните остават в ядрото, така че екзони един вид отиват "екстра"-ядрено. Въпреки че иРНК е получила тази хубава малка подстрижка, тя все още не е готова да напусне ядрото. Тя трябва да получи така наречените 5' шапка и 3' поли-А опашка. И какви са тези неща, които споменах? 5' шапка се отнася до промени в 5' края на иРНК и помни, че това е фосфатният край на нуклеотидите в иРНК и някои хора предпочитат да го запомнят като F за five и fosphate. Така можеш да се справиш с имената на двата края. И слагането на шапка при 5' края преобразува този край на иРНК в 3' край чрез 5' към 5' свързване, което просто защитава иРНК от екзонуклеазите, които разграждат чужда РНК. Шапката също промотира рибозомно свързване за транслация и също помага с регулацията на ядрения експорт на иРНК. Поли-А опашката отива от другия край, 3' края на иРНК, която има терминална хидроксилна група. И какво имам предвид, когато кажа поли-А опашка? Поли-А опашка се отнася до полиаденилирането, при което множество аденозин монофосфати, или аденинови бази, се добавят, за да действат като буфер за екзонуклеазите, за да увеличат полуживота на иРНК и, отново, да я защитят от разрушаване. Целта на поли-А опашката е много подобна на 5' шапката, която е защита от разрушаване, подпомагане на промотирането на транслацията и регулиране на ядрения експорт. Поли-А опашката върши още едно нещо и това е да помага с транс- крипционалното терминиране на РНК полимеразата, която транскрибира информационната РНК. Полиаденилирането се катализира от ензим, наречен полиаденилат полимераза, който, като аденозин монофосфатите използва аденозин трифосфат като субстрат и поли-А опашката се изгражда, докато достигне около 250 нуклеотида на дължина. Като цяло, 5' шапката и поли-А опашката помагат за стабилизиране на иРНК за транслация. Това е ключовата идея, която да запомниш. След като иРНК има шапката и опашката си и интроните са били изрязани, тя е готова да излезе от ядрото, за да бъде транслирана в протеин. В допълнение, има още един вид регулация на РНК, наречена редактиране на РНК, което е процес, който води до вариация в последователността на РНК молекулата и е катализиран от различни ензими. РНК редактирането е сравнително рядко и тези събития може да включват вмъкване, премахване и заместване на нуклеотидни бази в редактираната РНК молекула. Един от тези ензими се нарича аденозин деаминаза, действаща върху РНК, който преобразува специфични аденозинови остатъци в инозин в иРНК молекула чрез хидролитично деаминиране. Друг вид редактиране се нарича цитозин деаминаза, действаща върху РНК, което включва деаминиране на цитозина до уридин от цитидин деаминазата. РНК редактирането в момента се проучва активно във връзка с инфекциозните заболявания, понеже процесът на редактиране променя вирусните ензими и тяхната функция, така че това е удивителна, нововъзникваща концепция в следтранскрипционната регулация.