mRNA结构与功能

遗传信息从DNA分子抄录到RNA分子的过程称为转录。从DNA分子转录的RNA分子中,有一类可作为蛋白质生物合成的模板,称为信使RNA(mRNA)。mRNA占细胞RNA总量的1%~5%。mRNA种类很多,哺乳类动物细胞总计有几万种不同的mRNA。mRNA的分子大小变异非常大,小到几百个核苷酸,大到近2万个核苷酸。mRNA一般都不稳定,代谢活跃,更新迅速,寿命较短。原核生物和真核生物的mRNA结构不完全一样,下面分别介绍。

1.真核生物mRNA结构的特点

(一)5'-末端有帽子(cap)结构。所谓帽子结构就是5'-端第1个核苷酸都是甲基化鸟嘌呤核苷酸,它以5‘一端三磷酸酯键与第2个核苷酸的5’一端相连,而不是通常的3‘,5’磷酸二酯键。帽子结构中的核苷酸大多数为7一甲基鸟苷(m7G)。帽子结构的功能是保护mRNA免受核酸酶从5‘一端开始对它的降解,并且在翻译中起重要作用。

(二)3'-端绝大多数均带有多聚腺苛酸尾巴,其长度为20~200个腺苷酸。尾巴是以元模板的方式添加的,因为在基因的3'-端并没有多聚腺苷酸序列。尾巴可以增加mRNA的稳定性,维持mRNA的翻译活性。(三)分子中可能有修饰碱基,主要是甲基化,如m6A。

(四)分子中有编码区与非编码区。非编码区(UTR)位于编码区的两端,即5'-端和3'-端。真核mRNA5'UTR的长度在不同的mRNA中差别很大。5’非编码区有翻译起始信号。有些mRNA3‘端uTR中含有丰富的AU序列,这些mRNA的寿命都很短。因此推测3'-端uTR中丰富的Au序列可能与mRNA的不稳定有关。

2.原核生物mRNA结构的特点

(一)原核生物mRNA往往是多顺反子,即每分子mRNA带有几种蛋白质的遗传信息(来自几个结构基因)。在编码区的序列之间有间隔序列,间隔序列中含有核糖体识别、结合部位。在5'-端和3'-端也有非编码区。

(二)mRNA5'-端无帽子结构,3'-端一般无多聚A尾巴。

(三)mRNA一般没有修饰碱基,其分子链不被修饰。