As moléculas de RNA do mensageiro são cobertas com um nucleotídeo invertido

Enzimas de nivelamento do RNA do mensageiro.

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Em nossas células, a transcrição não é apenas um simples processo de leitura de DNA e construção de um cordão de RNA complementar. Quase imediatamente após o início da polimerase de RNA, a célula está fazendo mudanças. Quando o mRNA tem apenas cerca de 30 nucleotídeos, a célula faz a sua primeira mudança: liga um nucleotídeo de guanosina ao fim. Esta “tampa” é inseverável: a base da guanina é metilada, a ligação é formada por três fosfatos em vez do fosfato simples normal, e a orientação do nucleotídeo é oposta à da ligação normal nucleotídeo-nucleotídeo-nucleotídeo. Esta estrutura incomum protege o RNA de enzimas que digerem ácidos nucléicos, e também fornece um sinal reconhecível para as moléculas que usam mRNA. Mais tarde, a célula fará mudanças adicionais ao mRNA crescente, adicionando um fio de adenosina nucleotides na outra extremidade, e então emendando as regiões que não codificam proteínas.

Pondo na tampa

Messenger RNA tampas são feitas em três passos, cada um executado por uma enzima diferente. O mRNA novinho em folha tem três fosfatos no final, portanto o primeiro passo é cortar um. Em seguida, a segunda enzima prende o GMP à nova extremidade do difosfato, criando a invulgar ligação do trifosfato e a orientação inversa. Finalmente, uma terceira enzima metila a base de guanina, tornando-a ainda mais reconhecível. Surpreendentemente, estas enzimas estão ligadas a uma longa cauda fosforilada em RNA polimerase, de modo que são mantidas exatamente no lugar certo para modificar um novo mRNA como é transcrito.

Capping in Action

Todas as três enzimas são mostradas aqui. O complexo mostrado aqui no topo é de levedura (entrada PDB 3kyh ), e inclui as duas primeiras enzimas. As duas subunidades no centro (em azul) realizam a reação de corte, e as duas subunidades em ambos os lados (em verde) realizam a transferência dos nucleotídeos. Em nossas próprias células, uma longa cadeia proteica com duas enzimas conectadas realiza estas duas reações. A enzima inferior (entrada PDB 1ri1 ) executa a reação de metilação.

Taking the Cap Off

Messenger RNA decapping enzymes.

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Quando as células são feitas com seu mRNA, elas precisam reciclá-las. Para fazer isso, eles precisam remover a tampa, para que as enzimas digeridoras de RNA possam começar a funcionar. Duas enzimas decapificadoras são mostradas aqui. À esquerda está Dcp1/Dcp2(PDB entrada 2qkm ), um complexo enzimático que reconhece o mRNA antigo ou obsoleto e clica fora da tampa, permitindo o acesso a enzimas que mastigam nucleotídeos a partir do fim. À direita é apresentada uma decappingenzyme “scavenger” (entrada PDB 1st0 ), que remove a tampa do RNA que foi cortada em pedaços por exosomas.

Explorando a Estrutura

• Imagem
• JSmol 1

A enzima de adição de GMP abre e fecha durante a sua complicada reacção. Ela realiza a reação em duas etapas. Primeiro encontra uma molécula de GTP, fecha em torno dela, e prende o nucleotídeo a um dos seus próprios aminoácidos lisina. Então, ele abre e libera o pirofosfato que ele removeu do GTP, e fecha ao redor do fim do mRNA, realizando a reação de transferência de nucleotídeos. Após estes dois passos, ele se abre novamente para liberar o mRNA tampado. Os pesquisadores capturaram uma forma viral da enzima em vários destes passos (entradas PDB 1ckm ,1ckn e1cko ). Clique na imagem para ver um Jmol interativo que mostra as estruturas.

Janeiro 2012, David Goodsell

doi:10.2210/rcsb_pdb/mom_2012_1