Verschil tussen mRNA en tRNA
Share
Belangrijkste verschil - mRNA versus tRNA
Messenger RNA (mRNA) en transfer RNA (tRNA) zijn twee soorten belangrijke RNA's die functioneren in eiwitsynthese. Eiwit-coderende genen in het genoom worden getranscribeerd in mRNA's door RNA-polymerase-enzym. Deze stap is de eerste stap in eiwitsynthese en staat bekend als eiwitcodering. Dit eiwit-gecodeerde mRNA wordt bij de ribosomen getranslateerd in polypeptideketens. Deze stap is de tweede stap in eiwitsynthese en staat bekend als eiwitdecodering. De tRNA's zijn de dragers van specifieke aminozuren gecodeerd in het mRNA. De grootste verschil tussen mRNA en tRNA is dat mRNA dient als de boodschapper tussen genen en eiwitten terwijl tRNA het gespecificeerde aminozuur in het ribosoom draagt om de eiwitsynthese te verwerken.
Dit artikel legt uit,
1. Wat is mRNA
- Structuur, functie, synthese, degradatie
2. Wat is tRNA
- Structuur, functie, synthese, degradatie
3. Wat is het verschil tussen mRNA en tRNA
Wat is mRNA
Het boodschapper-RNA is een type RNA dat wordt gevonden in cellen die coderen voor de genen die coderen voor het eiwit. Het mRNA wordt beschouwd als de drager van de boodschap van een eiwit in het ribosoom, wat de eiwitsynthese vergemakkelijkt. Eiwit-coderende genen worden getranscribeerd in mRNA's door het enzym RNA-polymerase tijdens de gebeurtenis die bekend staat als transcriptie, die in de kern plaatsvindt. Het mRNA-transcript dat de transcriptie volgt, wordt het primaire transcript of pre-mRNA genoemd. Het primaire transcript van mRNA ondergaat post-transcriptionele modificaties binnen de kern. Het rijpe mRNA wordt vrijgegeven voor translatie in het cytoplasma. Transcriptie gevolgd door vertaling is het centrale dogma van de moleculaire biologie, zoals getoond in Figuur 1.
Figuur 1: Centraal dogma van de moleculaire biologie
mRNA-structuur
Het mRNA is een lineair, enkelstrengig molecuul. Een volwassen mRNA bestaat uit een coderend gebied, niet-vertaalde gebieden (UTR), 5'-dop en een 3'-poly-A-staart. De coderende regio van mRNA bevat een reeks codons, die complementair zijn aan de proteïne-coderende genen in het genoom. Het coderende gebied bevat een start codon om de vertaling te initiëren. Het startcodon is AUG, dat het aminozuur methionine in de polypeptideketen specificeert. De codons gevolgd door het startcodon zijn verantwoordelijk voor het bepalen van de aminozuursequentie van de polypeptideketen. Vertaling eindigt op de stop codon. De codons UAA, UAG en UGA zijn verantwoordelijk voor het einde van de vertaling. Anders dan het bepalen van de aminozuursequentie van het polypeptide, zijn enkele gebieden van het coderende gebied van het pre-mRNA ook betrokken bij de regulatie van pre-mRNA-verwerking en dienen als exone splitsingsversterkers / geluiddempers.
De gebieden van het mRNA die eerstgenoemde en laatstgenoemde tot het coderende gebied hebben gevonden, worden genoemd als 5 'UTR en 3' UTR, respectievelijk. De UTR's bestuurt de mRNA-stabiliteit door het variëren van de affiniteit voor RNase-enzymen die de RNA's afbreken. De mRNA lokalisatie wordt uitgevoerd in het cytoplasma door de 3'-UTR. De vertaling rendement van mRNA wordt bepaald door de eiwitten die aan de UTR's zijn gebonden. Genetische variaties in het 3 'UTR-gebied leiden naar de ziektegevoeligheid door de structuur van RNA- en eiwitvertaling te veranderen.
Figuur 2: Rijpe mRNA-structuur
De 5'-dop is een gemodificeerd nucleotide van guanine, 7-methylguanosine dat door een 5'-5'-trifosfaatbinding bindt. De 3'-poly-A-staart is enkele honderden adenine-nucleotiden toegevoegd aan het 3'-uiteinde van het primaire transcript van mRNA..
Het eukaryotische mRNA vormt een cirkelvormige structuur door interactie met het poly-A-bindende eiwit en de translatie-initiatie-factor, eIF4E. Zowel eIF4E- als poly-A-bindende eiwitten binden aan de translatie-initiatiefactor, eIF4G. Deze circulatie bevordert een tijd-efficiënte vertaling door het ribosoom op de mRNA-cirkel te laten circuleren. De intacte RNA's zullen ook worden vertaald.
Figuur 3: De mRNA-cirkel
Synthese, verwerking en functie mRNA
Het mRNA wordt gesynthetiseerd tijdens de gebeurtenis die bekend staat als transcriptie, wat de eerste stap is in het proces van eiwitsynthese. Het enzym dat betrokken is bij de transcriptie is RNA-polymerase. De voor het eiwit coderende genen worden gecodeerd in het mRNA-molecuul en naar het cytoplasma voor de translatie geëxporteerd. Alleen het eukaryotische mRNA ondergaat de verwerking, die een volwassen mRNA uit pre-mRNA produceert. Drie belangrijke gebeurtenissen doen zich voor tijdens pre-mRNA-verwerking: 5'-cap-additie, toevoeging van 3-cap en splitsing van introns.
De toevoeging van 5 'dop komt co-transcriptioneel voor. De 5'-dop dient als een bescherming tegen RNases en is kritisch bij het herkennen van mRNA door ribosomen. De toevoeging van 3 'poly-A staart / polyadenylatie treedt onmiddellijk op na de transcriptie. De poly-A-staart beschermt het mRNA tegen RNases en bevordert de uitvoer van mRNA van de kern naar het cytoplasma. Eukaryoot mRNA bestaat uit introns tussen twee exons. Aldus worden deze introns verwijderd uit de mRNA-streng gedurende de splicing. Sommige mRNA's worden bewerkt om hun nucleotidesamenstelling te veranderen.
Vertaling is de gebeurtenis waarbij de mature mRNA's worden gedecodeerd om een aminozuurketen te synthetiseren. De prokaryote mRNA's bezitten geen post-transcriptionele modificaties en worden naar het cytoplasma geëxporteerd. Prokaryotische transcriptie vindt plaats in het cytoplasma zelf. Daarom wordt aangenomen dat prokaryotische transcriptie en de translatie gelijktijdig plaatsvinden, waardoor de tijd die nodig is voor de synthese van eiwitten wordt verkort. De eukaryote rijpe mRNA's worden direct na de verwerking naar het cytoplasma uit de kern geëxporteerd. De vertaling wordt vergemakkelijkt door de ribosomen die ofwel vrij zwevend zijn in het cytoplasma of gebonden aan het endoplasmatisch reticulum in eukaryoten.
mRNA Degradatie
Prokaryote mRNA's hebben over het algemeen een relatief lange levensduur. Maar eukaryote mRNA's zijn van korte duur, waardoor regulatie van genexpressie mogelijk is. Prokaryote mRNA's worden afgebroken door verschillende soorten ribonucleasen, waaronder endonucleasen, 3'-exonucleasen en 5'-exonucleasen. RNase III degradeert kleine RNA's tijdens RNA-interferentie. RNase J degradeert ook prokaryotisch mRNA van 5 'naar 3'. Eukaryote mRNA's worden na de translatie alleen afgebroken door een exosoomcomplex of een decapingscomplex. Eukaryote niet-getranslateerde mRNA's worden niet afgebroken door ribonucleasen.
Wat is tRNA
tRNA is het tweede type RNA dat betrokken is bij eiwitsynthese. De anticodonen worden individueel gedragen door de tRNA's die complementair zijn aan een specifiek codon op het mRNA. tRNA draagt gespecificeerd aminozuur door de codons van het mRNA in de ribosomen. Het ribosoom vergemakkelijkt de vorming van peptidebindingen tussen de bestaande en binnenkomende aminozuren.
tRNA-structuur
Het tRNA bestaat uit primaire, secundaire en tertiaire structuren. De primaire structuur is een lineair molecuul van tRNA. Het is ongeveer 76 tot 90 nucleotiden lang. De secundaire structuur is klaverbladvormige structuur. De tertiaire structuur is een L-vormige 3D-structuur. De tertiaire structuur van het tRNA maakt het mogelijk om met het ribosoom te passen.
Figuur 4: De mRNA-secundaire structuur
De tRNA-secundaire structuur bestaat uit a 5 'terminale fosfaatgroep. Het 3 'einde van de acceptant arm bevat de CCA staart die aan het aminozuur is gehecht. Het aminozuur is content gekoppeld aan de 3'-hydroxylgroep van de CCA-staart door het enzym aminoacyl-tRNA-synthetase. Met aminozuren beladen tRNA staat bekend als het aminoacyl-tRNA. De CCA-staart wordt toegevoegd tijdens de verwerking van tRNA. Secundaire structuur tRNA bestaat uit vier lussen: D-loop, TΨC-lus, variabele lus en de anticodon lus. De anticodon-lus bevat het anticodon dat een complementaire binding is met het codon van het mRNA in het ribosoom. De secundaire structuur van het tRNA wordt zijn tertiaire structuur door coaxiale stapeling van de helices. De tertiaire structuur van het aminoacyl-tRNA wordt getoond in figuur 5.
Figuur 5: Aminoacyl-tRNA
Functies van tRNA
Een anticodon bestaat uit een nucleotide-triplet, dat afzonderlijk in elk tRNA-molecuul bevat. Het is in staat tot baseparing met meer dan één codon door wobble baseparing. Het eerste nucleotide van het anticodon is vervangen door het inosine. De inosine is in staat tot waterstofbinding met meer dan één specifiek nucleotide in het codon. Anticodon bevindt zich in de richting 3 'tot 5' om een basenpaar met het codon te vormen. Daarom varieert het derde nucleotide van het codon in het overtollige codon dat hetzelfde aminozuur specificeert. Bijvoorbeeld, de codons, GGU, GGC, GGA en GGG-code voor het aminozuur glycine. Aldus brengt een enkel tRNA het glycine voor alle van de bovengenoemde vier codons. Eenenzestig onderscheiden codons kunnen worden geïdentificeerd op het mRNA. Maar er zijn slechts eenendertig verschillende tRNA's vereist als de aminozuurdragers vanwege de wobbel baseparing.
De vertaalinitiatiecomplex wordt gevormd door het assembleren van twee ribosomale eenheden met theaminoacyl-tRNA. Het aminoacyl-tRNA bindt aan de A-plaats en de polypeptideketen bindt aan de P-plaats van de grote subeenheid van het ribosoom. Het translatie-initiatiecodon is AUG, dat het aminozuur methionine specificeert. De translatieprocessen door de translocatie van het ribosoom op het mRNA door het lezen van de codonsequentie. De polypeptideketen groeit door het vormen van polypeptidebindingen met de binnenkomende aminozuren.
Figuur 6: Vertaling
Naast zijn rol in eiwitsynthese speelt het ook een rol bij de regulatie van genexpressie, metabolische processen, priming van reverse transcriptie en stressreacties..
tRNA Degradatie
Het tRNA wordt gereactiveerd door zich te hechten aan een tweede aminozuur dat specifiek is voor het na het vrijgeven van zijn eerste aminozuur tijdens translatie. Tijdens de kwaliteitscontrole van RNA zijn twee bewakingsroutes betrokken bij afbraak van hypo-gemodificeerde en miss-verwerkte pre-tRNA's en rijpe tRNA's die geen modificaties vertonen. De twee routes zijn nucleaire surveillance-routes en de snelle tRNA-verval (RTD) -route. Tijdens de nucleaire surveillance route, miss-gemodificeerde of hypogemodificeerde pre-tRNA's en rijpe tRNA's worden onderworpen aan 3'-uiteinde polyadenylatie door TRAMP-complex en ondergaan een snelle turnover. Het werd voor het eerst ontdekt in de gist, Saccharomyces cerevisiae. De snelle tRNA-verval (RTD) -route werd voor het eerst waargenomen in trm8Δtrm4A-gist-mutante stam die temperatuurgevoelig is en geen tRNA-modificatie-enzymen heeft. De meeste tRNA's zijn correct opgevouwen onder de normale temperatuuromstandigheden. Variaties in de temperatuur leiden echter tot hypogemodificeerde tRNA's en deze worden afgebroken door de RTD-route. De tRNA's met mutaties in de acceptorstam en de T-stam worden afgebroken tijdens de RTD-route.
Verschil tussen mRNA en tRNA
Naam
mRNA: De m staat voor boodschapper; messenger RNA
tRNA: De t staat voor overdracht; RNA overbrengen
Functie
mRNA: Het mRNA dient als boodschapper tussen genen en eiwitten.
tRNA: Het tRNA draagt het gespecificeerde aminozuur in het ribosoom om de eiwitsynthese te verwerken.
Locatie van functie
mRNA: Het mRNA functioneert in de kern en het cytoplasma.
tRNA: Het tRNA werkt op het cytoplasma.
Codon / Anticodon
mRNA: Het mRNA draagt een codonsequentie die complementair is aan de codonsequentie van het gen.
tRNA: Het tRNA draagt een anticodon dat complementair is aan het codon van het mRNA.
Continuïteit van de sequentie
mRNA: Het mRNA draagt een volgorde van sequentiële codons.
tRNA: Het tRNA draagt individuele anticodons.
Vorm
mRNA: Het mRNA is een lineair, enkelstrengig molecuul. Soms vormt het mRNA de secundaire structuren zoals haarspeldlussen.
tRNA: Het tRNA is een L-vormig molecuul.
Grootte
mRNA: De grootte hangt af van de grootten van de voor eiwit coderende genen.
tRNA: Het is ongeveer 76 tot 90 nucleotiden lang.
Hechting aan aminozuren
mRNA: Het mRNA hecht niet tijdens de eiwitsynthese aan de aminozuren.
tRNA: Het tRNA draagt een specifiek aminozuur door zich te hechten aan zijn acceptorarm.
Fate after Functioning
mRNA: Het mRNA wordt vernietigd na de transcriptie.
tRNA: Het tRNA wordt gereactiveerd door het te binden aan een tweede aminozuur dat specifiek is voor het nadat het zijn eerste aminozuur tijdens translatie heeft vrijgemaakt.
Conclusie
Het boodschapper-RNA en transfer-RNA zijn twee soorten RNA's die betrokken zijn bij de eiwitsynthese. Beiden zijn samengesteld uit vier nucleotiden: adenine (A), guanine (G), cytosine (C) en thymine (T). Eiwit coderende genen worden gecodeerd in mRNA's tijdens het proces dat bekend staat als transcriptie. De getranscribeerde mRNA's worden gedecodeerd in een aminozuurketen met behulp van ribosomen tijdens het proces dat bekend staat als translatie. Het gespecificeerde aminozuur dat vereist is voor het decoderen van mRNA's in eiwitten, wordt gedragen door verschillende tRNA's in het ribosoom. Eenenzestig onderscheiden codons kunnen worden geïdentificeerd op het mRNA. Eenendertig onderscheiden anticodons kunnen worden geïdentificeerd op verschillende tRNA's die de twintig essentiële aminozuren specificeren. Daarom is het belangrijkste verschil tussen mRNA en tRNA dat mRNA een boodschapper is van een specifiek eiwit, terwijl tRNA een drager is van een specifiek aminozuur.
Referentie:
1. "Messenger RNA." Wikipedia. N.p .: Wikimedia Foundation, 14 februari 2017. Web. 5 maart 2017.
2. "Transfer RNA." Wikipedia. N.p .: Wikimedia Foundation, 20 feb. 2017. Web. 5 maart 2017.
3. "Structurele biochemie / nucleïnezuur / RNA / overdrachts-RNA (tRNA) - Wikiboeken, open boeken voor een open wereld." N.d. Web. 5 maart 2017
4.Megel, C. et al. "Survaillentie en splitsing van eukaryote tRNA's". International Journel of Molecular Sciences,. 2015, 16, 1873-1893; doi: 10,3390 / ijms16011873. Web. Betreden op 6 maart 2017
Afbeelding met dank aan:
1. "MRNA-interactie" - originele uploader: Sverdrup op Engelse Wikipedia. (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Mature mRNA" (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. "MRNAcircle" By Fdardel - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
4. "TRNA-Phe gist en" door Yikrazuul - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
5. "Peptide syn" door Boumphreyfr - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
6. "Aminoacyl-tRNA" door Scientific29 - Eigen werk (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
