mRNA前体的加工过程有哪些步骤?

选择性加工允许单个基因产生多种蛋白质。某些mRNA前体含有多个剪切位点和多聚腺苷酸化位点,通过可变剪接选择保留不同的外显子,从而生成具有不同3'端非编码区或不同编码能力的RNA产物。

mRNA前体加工还包括3′末端加尾。前体3′端有一段保守序列,被特异核酸内切酶切除多余核苷酸后,在多聚A聚合酶催化下,利用ATP聚合生成长长的多聚A尾。该反应主要在核内发生,胞浆中也可继续。

另一个重要步骤是5′末端加帽。成熟mRNA的5′端具有m7Gpp-pmnNp结构的“帽”。这一过程主要在细胞核内进行,但在某些情况下,如动物病毒mRNA,加帽也可以在宿主细胞的胞浆中由特定的酶体系完成。

除了上述结构修饰,mRNA分子还经历碱基修饰。在转录完成后,部分核苷酸会经过化学修饰形成稀有碱基,例如甲基化碱基,这些修饰对于mRNA的稳定性和功能具有重要作用。

真核生物中,mRNA前体即hnRNA,其核心加工步骤之一是剪接。由于基因是断裂的,包含外显子和内含子,转录后的hnRNA需要通过剪接作用切除内含子部分,再将外显子拼接在一起,这个过程涉及多种酶活性物质和snRNA的参与。

与原核生物不同,真核生物mRNA加工复杂。原核生物转录生成的是多顺反子mRNA,由操纵子控制,一条mRNA可编码多种蛋白。其初级转录本通常不需复杂加工,仅在RNaseⅢ催化下裂解为单个顺反子即可表现功能。

RNA编辑也是mRNA加工的一种形式。经过编辑后,mRNA序列会发生改变,个别核苷酸被置换、添加或删除。例如载脂蛋白B48的合成就是由于缺少结合受体的蛋白结构域,而锥虫线粒体mRNA则有一半以上的尿嘧啶来自编辑过程。