Журнал фильтра правок

''''5'- кэп''' (от {{lang-en|сар}} — колпачок, кепка, крышка) — [[транскрипция (биология)|котранскрипционная]] модификация нуклеотида на 5`-конце мРНК. При этом к нуклеотиду на 5`-конце мРНК присоединяется остаток [[гуанозин]]а. Кэпирование молекул [[мРНК]] осуществляется в момент синтеза [[транскрипт]]а в ядре [[эукариоты|эукариот]], также кэпированию подвергаются мРНК [[калицивирус]]ов, [[норовирус]]ов и некоторых других вирусов. Данная котранскрипционная модификация создает условия для прохождения следующего этапа [[процессинг РНК|процессинга]] пре-мРНК — [[сплайсинг]]а. Наряду с [[полиаденилирование|полиаденирированием]] и [[редактирование РНК|редактированием]], кэпирование мРНК представляет собой пример посттранскрипционной модификации мРНК. == Строение мРНК == [[Файл:Mature human mRNA.svg|thumb|600px|Схема строения зрелой эукариотической мРНК]] [[Файл:5'_cap_structure.png|thumb|300px|Строение 5'-кэпированной мРНК]] Зрелая [[мРНК]] состоит из нескольких участков с различными функциями: '''5'-кэп''', '''5'-нетранслируемая область''', '''кодирующая (транслируемая) область''', '''3'-нетранслируемая область''' и '''3'-[[полиаденилирование|полиадениновый]] «хвост»'''. 5'-кэп представляет собой 7-метилгуанозин, соединенный 5`-атомом углерода через три остатка фосфорной кислоты к 5`-атому углерода рибозы на 5'-конце молекулы [[мРНК]] (см. рис) Далее возможно [[метилирование]] [[гидроксил]]ьных групп 2'-атомов углерода трех остатков рибозы на 5'-конце [[мРНК]], (см. рисунок). В функциональном отношении 5'-кэп выглядит как 3'-конец молекулы [[РНК]]: 5'-атом углерода в составе кэпа соединен с остатками фосфорной кислоты, 3'-атом углерода не связан. Данная модификация 5'-конца мРНК обеспечивает значительную устойчивость мРНК к действию 5'-[[Экзонуклеаза|экзонуклеаз]] . == Механизм кэпирования == Исходной точкой кэпирования является 5'-атом углерода молекулы [[мРНК]]. Немодифицированный 5'-атом углерода соединен эфирной связью с тремя остатками фосфорной кислоты. Один концевой фосфат удаляется ферментом [[фосфатаза|фосфатазой]]. Фермент [[гуанилтрансфераза]] отщепляет два концевых фосфата от молекулы [[ГТФ]] и присоединяет остаток [[ГМФ]] к концевому 5'-атому углерода. Образуется 5'-5' трифосфатная связь. N7-атом [[гуанозин]]а метилируется ферментом метилтрансферазой. Для метилирования 5' проксимальных [[нуклеотид]]ов используются и другие метилтрансферазы. Показано, что ядерный фермент, осуществляющий кэпирование, перед началом [[Транскрипция (биология)|транскрипции]] находится в связанном состоянии с [[РНК-полимераза|РНК-полимеразой II]]. Сразу после синтеза 5'-конца [[транскрипт]]а [[мРНК]] указанные ферменты связываются с ним и осуществляют кэпирование, данный процесс имеет сходство с [[полиаденилирование]]м. Ферменты, осуществляющие кэпирование мРНК, связываются исключительно с РНК-полимеразой II, одной из функций которой является синтез мРНК. [[Файл:Ribose_structure_2.png|thumb|Строение молекулы [[Рибоза|рибозы]], показывающее положение 2'-, 3'- и 5'- атомов углерода]] == Функции == Основные функции 5'-кэпа следующие: * Регуляция экспорта [[мРНК]] из ядра. * Предотвращение разрушения 5'-конца [[транскрипт]]а от действия [[Экзонуклеаза|экзонуклеаз]] . * Стимуляция [[Трансляция|трансляции]]. * Способствование удалению [[интрон]]а, проксимального к 5'-концу. Регуляция экспорта [[мРНК]] из ядра осуществляется комплексом связывания кэпа ({{lang-en|Cap binding complex}}, CBC). Этот комплекс распознается компонентами ядерных пор и экспортируется в цитоплазму. После первого цикла [[Трансляция|трансляции]] данный комплекс заменяется такими факторами [[Трансляция|трансляции]], как eIF4E и eIF4G.<ref>Kapp, L.D.; Lorsch, J.R. (2004), «The Molecular Mechanics of Eukaryotic Translation», Annual Review of Biochemistry 73 (1): 657—704, doi:10.1146/annurev.biochem.73.030403.080419, http://www.ebc.ee/loengud/valgu_biosyntees_2007/Supplement_Eukaryotic_translation.pdf </ref> Кэп предотвращает деградацию мРНК с 5'-конца двумя способами. Во-первых, предотвращается деградация мРНК 5'-экзонуклеазами за счет того, что специфичность этих ферментов не позволяет им разрезать 5`-p-p-p-5` связь. Во-вторых, после экспорта из ядра факторы трансляции eIF4E/eIF4G, соединяясь с кэпом, блокируют доступ нуклеаз к кэпу. Кэпирование увеличивает период полураспада мРНК, что имеет огромное значение для процесса трансляции. Удаление модифицированных азотистых оснований с 5`-конца мРНК катализируется комплексом декэпирования. 5'-кэп является маркером активно транслируемой [[мРНК]] и является, в том числе, регулятором периода полужизни мРНК. Ненужная мРНК пока неизученным образом деградируется в Р-тельцах.<!-- Комментарий --><ref>Parker, R.; Sheth, U. (2007), «P Bodies and the Control of mRNA Translation and Degradation» (w), Molecular Cell 25 (5): 635—646, doi:10.1016/j.molcel.2007.02.011, http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1097276507001116 </ref> Механизм удаления [[интрон]]ов, близких к 5'-концу, не до конца изучен, но, по-видимому, 5'-кэп способствует взаимодействию со [[сплайсосома|сплайсосомой]] и удалению интрона. == Примечания == {{примечания}} {{mol_bio-stub}} [[Категория:РНК]] [[Категория:Биосинтез белка]] [[Категория:Молекулярно-генетические процессы]] [[en:5' cap]] [[de:5'-Cap-Struktur]] [[fr:Coiffe (biologie)]] [[pl:Czapeczka (genetyka)]] [[zh:5'端帽]]'