Concetti Chiave
- L'mRNA subisce modifiche nel citosol, tra cui capping, poliadenilazione, splicing e editing, prima di diventare maturo.
- Il capping include l'aggiunta di una guanosina all'estremità 5', aumentando la stabilità e facilitando il riconoscimento da parte dei ribosomi.
- La poliadenilazione consiste nell'aggiunta di una coda di adenine all'estremità 3', che funge da timer per la degradazione dell'mRNA.
- Lo splicing rimuove gli introni e unisce gli esoni, avvenendo grazie a complessi chiamati spliceosoma, permettendo la formazione dell'mRNA maturo.
- L'editing modifica la sequenza dell'mRNA, come il cambiamento di una C in U, influenzando la proteina risultante e avviene con l'aiuto di gRNA.
Indice
Modifiche dell'mRNA nel citosol
Dopo che l’mRNA passa dal nucleo al citosol subisce delle modifiche che lo rendono maturo e sono il capping, poliadenilazione, splicing e editing. La forma prematura dell’mRNA è detto hnRNA.
1) Capping: appena inizia ad essere trascritto l’mRNA viene aggiunta una guanosina monofosfato (GMP) sull’estremità iniziale del filamento tramite un legame fatto da 3 fosfati. Questo cap viene poi metilato per conferire ulteriore stabilità al filamento ed evitare che venga attaccato dalle nucleasi, favorendone l’uscita dal nucleo. Il capping consente anche ai ribosomi di riconoscere l’mRNA rispetto ad altri RNA.
Poliadenilazione e stabilità dell'mRNA
2) Poliadenilazione: consiste nell’aggiunta di tante adenine (coda di Poli-A) sull’estremità finale (3’) dell’mRNA.
Questa poliadenilazione viene fatta in corrispondenza di sequenze specifiche sull’estremità del filamento. In particolare ci sono due sequenze, al centro delle quali viene effettuato il taglio. Il pezzo più corto viene buttato mentre quello più lungo rappresenta il nostro mRNA, sulla cui estremità viene fatta la coda di Poli-A.
Questa poliadenilazione è come un timer per il filamento di mRNA. Infatti, man mano la coda di poli-A si degrada, finché non inizia ad essere degradato anche il filamento di mRNA. Appena inizia la degradazione sulla parte finale si assiste alla degradazione anche del cap.
Splicing e formazione dell'mRNA maturo
3) Splicing: consiste nel rimuovere gli introni, per poi riunire gli esoni che costituiranno l’mRNA maturo.
AG e GU sono i punti in cui avviene il taglio degli introni.
Il taglio dell’introne avviene formando un cappio (lariat). Le parti dell’introne che si fondono per formare il cappio sono la GU e un’adenina che si trova sempre nell’introne (punto di ramificazione). Poi si uniscono gli introni e viene rilasciato questo cappio, che sarebbe l’introne. Quando si rilegano gli esoni avviene un legame di trans-esterificazione: viene rotto il legame fosfodiesterici degli introni e viene passato agli esoni per ricucirsi insieme, senza usare altra ATP.
Spliceosoma e splicing alternativo
I tagli degli introni sulle sequenze AG/GU vengono fatti da complessi detti spliceosoma, fatti da snRNA+ proteine snRNP (snurp). Lo spliceosoma è fatto dalle unità U1, U2, U4/U6, U5. Le U1 e U2 riconoscono i siti di taglio AG/GU, mentre U5 riconosce l’adenina che forma il cappio dell’introne. Le altre ricuciono gli esoni.
Gli spliceosomi si trovano nelle speckles del nucleo, per cui lo splicing avviene nelle speckles.
Gli snRNA sono RNA che fanno delle trasformazioni, cioè si comportano da enzimi. Gli RNA che si comportano da enzimi sono detti ribozimi.
Altri tipi di splicing avvengono quando gli introni riescono da soli a tagliarsi fuori e anche questi tipi di introni sono quindi chiamati ribozimi.
Quando lo splicing avviene su un solo filamento è detto cis-splicing, mentre quando si ricuciono esoni di filamenti di mRNA diversi è detto trans-splicing.
Lo splicing alternativo avviene quando alcuni introni vengono considerati esoni, per cui non vengono tolti. Lo splicing alternativo ci consente di avere da un solo gene, diversi mRNA e quindi diverse proteine.
Sono proprio i fattori di splicing alternativo che dicono allo spliceosoma dove tagliare, generano così trascritti diversi.
Ci sono anche siti di inizio della trascrizione alternativi e segnali di terminazione della trascrizione alternativi, che ci consentono di avere da un solo gene diversi tipi di mRNA.
Editing e trasporto dell'mRNA maturo
4) Editing: consiste nel cambiamento di una C in U dell’mRNA, dopo che questo viene trascritto. Il risultato sarà una proteina diversa. La modifica viene suggerita da un gRNA che si mette sull’mRNA e indica quali basi cambiare. I gRNA provengono da introni.
Una volta terminata la maturazione, usciranno solo gli mRNA maturi e non gli introni, poiché le proteine Aly che fanno il trasporto riconoscono solo gli mRNA.
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali modifiche che subisce l'mRNA nel citosol?
- Qual è la funzione del capping nell'mRNA?
- Come avviene la poliadenilazione e qual è il suo ruolo?
- Che cos'è lo splicing e perché è importante?
- In che modo l'editing dell'mRNA influisce sulla proteina finale?
L'mRNA subisce modifiche cruciali come il capping, la poliadenilazione, lo splicing e l'editing, che lo rendono maturo e pronto per la traduzione.
Il capping, che prevede l'aggiunta di una guanosina monofosfato all'estremità iniziale dell'mRNA, conferisce stabilità e facilita il riconoscimento da parte dei ribosomi, proteggendo l'mRNA dalle nucleasi.
La poliadenilazione consiste nell'aggiunta di una coda di adenine all'estremità finale dell'mRNA, fungendo da timer per la degradazione del filamento, che inizia con la degradazione della coda stessa.
Lo splicing è il processo di rimozione degli introni e unione degli esoni per formare l'mRNA maturo, essenziale per la corretta espressione genica e la produzione di proteine funzionali.
L'editing comporta la modifica di una base dell'mRNA, come il cambiamento di una C in U, che può portare alla produzione di una proteina diversa, influenzando così la funzionalità della proteina stessa.
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