Журнал фильтра правок

''''Кэп''' (5' кэп) (от англ. cap — captain) — captain == 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 в результате действия [[Экзонуклеаза|экзонуклеаз]] . * Стимуляция [[Трансляция (биология)|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 (биология)|трансляции]] данный комплекс заменяется такими факторами [[Трансляция (биология)|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> 5'-кэп является маркером активно транслируемой [[мРНК]] и является, в том числе, регулятором периода полужизни мРНК. Кэп предотвращает деградацию мРНК с 5'-конца и повышает стабильность (увеличивает "период полураспада") мРНК 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. Однако прямое стимулирующее действие кэпа на трансляцию значительно превосходит усиление экспрессии генов, опосредованное влиянием кэпа на стабильность мРНК<ref>Gallie D.R. (1991) "The cap and poly(A) tail function synergistically to regulate mRNA translational efficiency", Genes and Development 5, 2108-2116</ref><ref>Michel Y.M., Poncet D., Piron M., Kean K.M. and Borman A.M. (2000) "Cap-poly(A) synergy in mammalian cell-free extracts: investigation of the requirements for poly(A)-mediated of translation initiation", Journal of Biological Chemistry 275, 32268-32276</ref><ref>Preiss T. and Hentze M.W. (1998) "Dual function of the messenger RNA cap structure in poly(A)-tail-promoted translation in yeast", Nature 392, 516-520</ref> Удаление модифицированных азотистых оснований с 5`-конца мРНК катализируется комплексом декэпирования. 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}} == Литература == *Translational Control in Biology and Medicine (2007) Edited by N. Sonenberg, J.W.B. Hershey and M.B. Mathews. 934 pages. Cold Spring Harbor, NY: Cold Spring Harbor Press *Sonenberg N. (2008) "eIF4E, the mRNA cap-binding protein: from basic discovery to translational research", Biochemistry and Cell Biology 86, 178-183 *Rhoads R.E. (2009) "eIF4E: new family members, new binding partners, new roles", Journal of Biological Chemistry 284, 16711-16715 *Schoenberg D.R. and Maquat L.E. (2009) "Re-capping the message", Trends in Biochemical Sciences 34, 435-442 *Cowling V.H. (2009) "Regulation of mRNA cap methylation", Biochemical Journal 425, 295-302 *Sonenberg N. and Hinnebusch A.G. (2009) "Regulation of translation initiation in eukaryotes: mechanisms and biological targets", Cell 136, 731-745 *Van Der Kelen K., Beyaert R., Inze D. and De Veylder L. (2009) "Translational control of eukaryotic gene expression", Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology 44,143-168 *Jackson R.J., Hellen C.U.T. and Pestova T.V. (2010) "The mechanism of eukaryotic translation initiation and principles of its regulation", Nature Reviews Molecular Cell Biology 10, 113-127 {{mol_bio-stub}} [[Категория:РНК]] [[Категория:Биосинтез белка]] [[Категория:Молекулярно-генетические процессы]] [[cs:5' čepička]] [[de:5'-Cap-Struktur]] [[en:5' cap]] [[fr:Coiffe (biologie)]] [[pl:Czapeczka (genetyka)]] [[pt:Cap 5']] [[zh:5'端帽]]'