Concetti Chiave
- Dopo il passaggio nel citosol, l'mRNA subisce modifiche come capping, poliadenilazione, splicing e editing, per diventare maturo e funzionale.
- Il capping prevede l'aggiunta di una guanosina monofosfato all'estremità iniziale dell'mRNA, fornendo stabilità e facilitando il riconoscimento da parte dei ribosomi.
- La poliadenilazione implica l'aggiunta di una coda di adenine all'estremità finale dell'mRNA, fungendo da indicatore per la sua degradazione nel tempo.
- Lo splicing rimuove gli introni e unisce gli esoni, un processo cruciale per la corretta espressione genica e la produzione di mRNA maturo.
- L'editing dell'mRNA consente modifiche specifiche alle basi, come il cambiamento di una C in U, che può influenzare la sequenza e la funzionalità della proteina finale.
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?
- Che ruolo ha la poliadenilazione nella stabilità dell'mRNA?
- Come avviene il processo di splicing dell'mRNA?
- Qual è la funzione dello spliceosoma nello splicing?
- Cosa comporta l'editing dell'mRNA e quale ruolo hanno i gRNA?
L'mRNA subisce modifiche come il capping, la poliadenilazione, lo splicing e l'editing, che lo rendono maturo dopo il passaggio dal nucleo al citosol.
La poliadenilazione, che consiste nell'aggiunta di una coda di adenine all'estremità finale dell'mRNA, funge da timer per il filamento, poiché la sua degradazione segna l'inizio della degradazione dell'mRNA stesso.
Lo splicing rimuove gli introni e riunisce gli esoni, formando l'mRNA maturo. Questo processo avviene tramite la formazione di un cappio (lariat) e il legame di trans-esterificazione.
Lo spliceosoma, composto da snRNA e proteine snRNP, riconosce i siti di taglio AG/GU e facilita il processo di splicing, che avviene nelle speckles del nucleo.
L'editing dell'mRNA comporta la modifica di una base (da C a U), influenzando la proteina risultante. I gRNA, provenienti da introni, guidano queste modifiche specifiche.
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