mRNA प्रसंस्करण और परिपक्वन

यूकैरियोट्स में, एक मैसेंजर आरएनए प्रतिलेखन से तुरंत उपयोग के लिए तैयार नहीं होता है। प्राथमिक प्रतिलेख (प्री-एमआरएनए) को उसके 5' सिरे पर कैप किया जाना चाहिए, उसके इंट्रॉन को स्प्लिसिंग द्वारा हटाया जाना चाहिए, और नाभिक से निर्यात और अनुवादित होने से पहले उसके 3' सिरे पर विखंडित और पॉलीएडेनिलेटेड किया जाना चाहिए। ये युग्मित प्रसंस्करण चरण एक कच्चे प्रतिलेख को एक स्थिर, अनुवाद योग्य परिपक्व एमआरएनए में परिवर्तित करते हैं।

Definition

एमआरएनए प्रसंस्करण और परिपक्वन पश्च-प्रतिलेखन प्रतिक्रियाओं का एक समूह है—5' कैपिंग, स्प्लिसिंग द्वारा इंट्रॉन हटाना, और 3'-सिरे का विखंडन और पॉलीएडेनिलेशन—जो एक यूकैरियोटिक प्री-एमआरएनए को एक परिपक्व, निर्यात योग्य, अनुवाद योग्य मैसेंजर आरएनए में परिवर्तित करता है।

Scope

यह विषय यूकैरियोटिक एमआरएनए को परिपक्व करने वाले तीन प्रमुख सह-प्रतिलेखन और पश्च-प्रतिलेखन चरणों को शामिल करता है—5' कैपिंग, स्प्लिसिंग, और 3' विखंडन/पॉलीएडेनिलेशन—उनके बीच युग्मन, नाभिकीय निर्यात, और असामान्य प्रतिलेखों की निगरानी करने वाले गुणवत्ता-नियंत्रण मार्गों के साथ। स्प्लिसिंग को उसके अपने विषय में गहराई से वर्णित किया गया है; यहाँ यह परिपक्वन पाइपलाइन में एक चरण है। यह प्रविष्टि संदर्भ-शैक्षणिक है।

Core questions

• कौन से संशोधन एक प्री-एमआरएनए को एक कार्यात्मक परिपक्व एमआरएनए में परिवर्तित करते हैं?
• कैपिंग, स्प्लिसिंग और पॉलीएडेनिलेशन प्रतिलेखन और एक दूसरे से कैसे युग्मित होते हैं?
• कोशिका गलत तरीके से संसाधित प्रतिलेखों को कैसे पहचानती है और उनका निपटान करती है?
• कैप और पॉली(ए) पूंछ जैसी प्रसंस्करण विशेषताएँ बाद के अनुवाद और स्थिरता को कैसे प्रभावित करती हैं?

Key concepts

• 5' 7-मिथाइलगुआनोसिन कैप
• 3' विखंडन और पॉलीएडेनिलेशन
• प्री-एमआरएनए और परिपक्व एमआरएनए
• सह-प्रतिलेखन युग्मन
• एमआरएनए का नाभिकीय निर्यात
• एमआरएनए निगरानी और नॉनसेंस-मध्यस्थता क्षय
• प्रसंस्करण में उत्प्रेरक आरएनए

Mechanisms

जैसे ही आरएनए पॉलीमरेज़ II एक जीन का प्रतिलेखन करता है, नवजात 5' सिरे को 7-मिथाइलगुआनोसिन से कैप किया जाता है, जो प्रतिलेख की रक्षा करता है और बाद में अनुवाद मशीनरी द्वारा पहचाना जाता है। इंट्रॉन को हटा दिया जाता है और एक्सॉन को स्प्लिसिंग द्वारा जोड़ा जाता है, और 3' सिरे को एक परिभाषित स्थल पर विखंडित किया जाता है और एक पॉली(ए) पूंछ के साथ बढ़ाया जाता है। ये घटनाएँ शारीरिक रूप से पॉलीमरेज़ और एक दूसरे से युग्मित होती हैं, ताकि प्रसंस्करण बड़े पैमाने पर तब होता है जब प्रतिलेखन अभी भी प्रगति पर होता है। परिपक्व एमआरएनए, अपनी कैप और पॉली(ए) पूंछ द्वारा चिह्नित, कोशिका द्रव्य में निर्यात किया जाता है; कैप और पूंछ कुशल अनुवाद दीक्षा के लिए संदेश को परिभाषित करने में भी मदद करते हैं। गलत तरीके से स्प्लिस किए गए या अपरिपक्व स्टॉप कोडॉन वाले प्रतिलेखों को निगरानी मार्गों द्वारा पहचाना जाता है और नीचा दिखाया जाता है, जो परिपक्व पूल पर सख्त गुणवत्ता नियंत्रण को दर्शाता है। यह कि आरएनए स्वयं प्रसंस्करण रसायन विज्ञान को उत्प्रेरित कर सकता है, स्व-स्प्लिसिंग इंट्रॉन की खोज से स्थापित हुआ।

Clinical relevance

एमआरएनए कैपिंग, पॉलीएडेनिलेशन और निगरानी में दोष मानव रोग में योगदान करते हैं, और कैप और पॉली(ए) पूंछ आरएनए-आधारित टीकों और चिकित्सीय के केंद्रीय डिजाइन की विशेषताएँ हैं। यह प्रविष्टि उस जीव विज्ञान को शैक्षिक पृष्ठभूमि के रूप में वर्णित करती है और व्यक्तिगत निदान या उपचार निर्णयों का आधार नहीं है।

History

1970 के दशक के अंत में यह पहचान कि यूकैरियोटिक जीन विभाजित होते हैं, जिसमें कोडिंग एक्सॉन इंट्रॉन द्वारा बाधित होते हैं जिन्हें हटाया जाना चाहिए, ने जीन अभिव्यक्ति के दृष्टिकोण को बदल दिया और प्रसंस्करण को यूकैरियोटिक एमआरएनए की एक परिभाषित विशेषता बना दिया। 5' कैप और 3' पॉली(ए) पूंछ को उसी युग में चित्रित किया गया था, और बाद में यह खोज कि कुछ इंट्रॉन स्व-स्प्लिस होते हैं, ने दिखाया कि आरएनए अपने स्वयं के परिपक्वन को उत्प्रेरित कर सकता है।

Key figures

• Phillip Sharp
• Richard Roberts
• Thomas Cech
• Aaron Shatkin

Seminal works

• kruger-1982
• sonenberg-2009

Frequently asked questions

एक यूकैरियोटिक एमआरएनए को परिपक्व करने वाले तीन मुख्य चरण क्या हैं?

एक 5' 7-मिथाइलगुआनोसिन कैप का जोड़, स्प्लिसिंग द्वारा इंट्रॉन को हटाना, और 3' सिरे का विखंडन जिसके बाद पॉली(ए) पूंछ का जोड़ होता है।

प्रसंस्करण के बाद कैप और पॉली(ए) पूंछ क्यों महत्वपूर्ण हैं?

वे एमआरएनए को स्थिर करते हैं और अनुवाद मशीनरी द्वारा पहचाने जाते हैं, जिससे परिपक्व संदेश को कुशलता से अनुवादित करने में मदद मिलती है; वे प्रतिलेख को निर्यात के लिए सही ढंग से संसाधित के रूप में भी चिह्नित करते हैं।