Войти
В молекулярной биологии, пятизначный кэп (5 'cap ) представляет собой специально измененный нуклеотид на 5'-конце некоторых первичные транскрипты, такие как предшественник матричной РНК. Этот процесс, известный как кэппирование мРНК, строго регулируется и жизненно важен для создания стабильной и зрелой матричной РНК, способной претерпевать трансляцию во время синтеза белка.. Митохондриальная мРНК и хлоропластная мРНК не кэпированы.
5 'Структура кэпа (кэп-2). 
структура рибозы, показывающая положения атомов углерода 2', 3 'и 5'. У эукариот 5'кэп (кэп-0), обнаруженный на 5'-конце молекулы мРНК, состоит из нуклеотида гуанина, связанного с мРНК посредством необычной 5'-5'-трифосфатной связи. Этот гуанозин метилирован в положении 7 непосредственно после кэпирования in vivo метилтрансферазой. Он обозначается как 7-метилгуанилатный кэп, сокращенно mG.
В многоклеточных эукариотах и некоторых вирусах существуют дополнительные модификации, включая метилирование 2 'гидроксигрупп первых 2 рибозных сахаров на 5'-конце. мРНК. cap-1 имеет метилированную 2'-гидроксигруппу на первом сахаре рибозы, в то время как cap-2 имеет метилированные 2'-гидроксильные группы на первых двух сахарах рибозы, показанных справа. 5'-кэп химически подобен 3'-концу молекулы РНК (5'-углеродный колпачок рибозы связан, а 3'-конец не связан). Это обеспечивает значительную устойчивость к 5'экзонуклеазам.
Малые ядерные РНК содержат уникальные 5'-кэп. МяРНК класса Sm обнаруживаются с 5'-триметилгуанозиновыми кэпами, тогда как мяРНК класса Lsm обнаруживаются с 5'-монометилфосфатными кэпами.
У бактерий и, возможно, также у высших организмов, некоторые РНК блокированы NAD, NADH или 3'-дефосфокоферментом A.
Во всех организмах молекулы мРНК могут быть удалены с помощью процесса, известного как декапирование матричной РНК.
Отправной точкой для кэппирования с 7-метилгуанилатом является неизмененный 5'-конец молекулы РНК, который заканчивается трифосфатной группой. Он имеет последний нуклеотид, за которым следуют три фосфатные группы, присоединенные к 5'-углеродному атому. Процесс кэппинга инициируется до завершения транскрипции, так как формирующаяся пре-мРНК синтезируется.
Механизм кэпирования с помощью NAD, NADH или 3'-дефосфокофермента A отличается. Кепирование с помощью NAD, NADH или 3'-дефосфокофермента A осуществляется посредством «ab initio механизма кепирования», в котором NAD, NADH или 3'-дезфосфокофермент A служит «неканоническим инициирующим нуклеотидом» ( NCIN) для инициации транскрипции с помощью РНК-полимеразы и, таким образом, непосредственно включается в продукт РНК. И бактериальная РНК-полимераза, и эукариотическая РНК-полимераза II способны выполнять этот «ab initio механизм кэппинга».
Для кэппирования 7-метилгуанилатом комплекс кэпирующего фермента (CEC) связывается с РНК-полимеразой II до начала транскрипции. Как только 5'-конец нового транскрипта выходит из РНК-полимеразы II, ЦИК выполняет процесс кэппинга (такой механизм обеспечивает кэппирование, как в случае полиаденилирования ). Ферменты для кэппинга могут связываться только с РНК-полимеразой II, обеспечивая специфичность только к этим транскриптам, которые почти полностью представляют собой мРНК.
Кэппирование с помощью NAD, NADH или 3'-дефосфокофермента А нацелен на последовательность промотора . Кепирование с помощью NAD +, NADH или 3'-дефосфокофермента A происходит только на промоторах, которые имеют определенные последовательности в и непосредственно перед сайтом начала транскрипции, и поэтому происходит только для РНК, синтезированных с определенных промоторов.
5'-кэп выполняет четыре основные функции:
Ядерный экспорт РНК регулируется комплексом связывания кэпа (CBC), который связывается исключительно с 7-метилгуанилат-кэпом. РНК. CBC затем распознается комплексом ядерной поры и экспортируется. Попав в цитоплазму после первого цикла трансляции, CBC заменяется факторами трансляции eIF4E и eIF4G комплекса eIF4F. Этот комплекс затем распознается другим механизмом инициации трансляции, включая рибосому.
Кэпинг с помощью 7 -метилгуанилат предотвращает 5'-разложение двумя способами. Во-первых, предотвращается деградация мРНК 5'-экзонуклеазами (как упомянуто выше) за счет того, что она функционально выглядит как 3'-конец. Во-вторых, CBC и eIF4E / eIF4G блокируют доступ ферментов удаления колпачков к кэпу. Это увеличивает период полужизни мРНК, что важно для эукариот, поскольку процессы экспорта и трансляции занимают значительное время.
Удаление колпачка мРНК, кэпированной 7-метилгуанилатом, катализируется комплексом декапирования, состоящим по крайней мере из Dcp1 и Dcp2, который должен конкурировать с eIF4E за связывание кэпа. Таким образом, кэп 7-метилгуанилата является маркером активно транслирующейся мРНК и используется клетками для регулирования периода полужизни мРНК в ответ на новые стимулы. Нежелательные мРНК отправляются в P-тельца для временного хранения или снятия колпачков, детали которых все еще решаются.
Механизм стимулирования 5'-проксимального удаления интрона изучен недостаточно, но крышка 7-метилгуанилата, по-видимому, замыкается и взаимодействует со сплайсосомой в процессе сплайсинга, способствуя вырезанию интрона.
