Eukaryotische RNA-Verarbeitung

Die neu transkribierten eukaryotischen mRNAs müssen mehrere Verarbeitungsschritte durchlaufen, bevor sie vom Zellkern ins Zytoplasma transferiert und in ein Protein translatiert werden können. Die zusätzlichen Schritte, die an der eukaryotischen mRNA-Reifung beteiligt sind, erzeugen ein Molekül, das viel stabiler ist als eine prokaryotische mRNA. Zum Beispiel dauern eukaryotische mRNAs mehrere Stunden, während die typische prokaryotische mRNA nicht länger als fünf Sekunden dauert.

Das mRNA-Transkript wird zunächst mit RNA-stabilisierenden Proteinen beschichtet, um zu verhindern, dass es abgebaut wird, während es verarbeitet und aus dem Kern exportiert wird. Dies geschieht, während die Prä-mRNA noch synthetisiert wird, indem dem 5′-Ende des wachsenden Transkripts eine spezielle Nukleotid- „Kappe“ hinzugefügt wird. Neben der Verhinderung des Abbaus erkennen Faktoren, die an der Proteinsynthese beteiligt sind, die Cap, um die Translation durch Ribosomen zu initiieren.

Sobald die Dehnung abgeschlossen ist, fügt ein Enzym dem 3′-Ende, dem sogenannten Poly-A-Schwanz, eine Reihe von ungefähr 200 Adeninresten hinzu. Diese Modifikation schützt die Prä-mRNA weiter vor Abbau und signalisiert zellulären Faktoren, dass das Transkript in das Zytoplasma exportiert werden muss.Eukaryotische Gene bestehen aus proteinkodierenden Sequenzen, die Exons genannt werden (ex-on bedeutet, dass sie exprimiert werden) und intervenierenden Sequenzen, die Introns genannt werden (int-ron bezeichnet ihre intervenierende Rolle). Introns werden während der Verarbeitung aus der Prä-mRNA entfernt. Intronsequenzen in mRNA kodieren nicht für funktionelle Proteine. Es ist wichtig, dass alle Introns einer Prä-mRNA vor der Proteinsynthese vollständig und präzise entfernt werden, damit sich die Exons zusammenschließen, um für die richtigen Aminosäuren zu kodieren. Wenn der Prozess auch nur um ein einzelnes Nukleotid fehlschlägt, würde die Sequenz der wieder verbundenen Exons verschoben und das resultierende Protein wäre nicht funktionsfähig. Der Vorgang des Entfernens von Introns und des erneuten Verbindens von Exons wird als Spleißen bezeichnet (Abbildung 12.3.2.4). Introns werden entfernt und abgebaut, während sich die Prä-mRNA noch im Zellkern befindet.