Comstock/Stockbyte/Getty Images

DNA slaat de genetische blauwdruk op die cellulaire functies aandrijft. In eukaryoten, waar DNA zich in een kern bevindt, moeten de instructies via messenger RNA (mRNA) naar het cytoplasma worden overgebracht. Eenmaal getranscribeerd ondergaat het opkomende mRNA een reeks enzymatische bewerkingen die essentiële kenmerken toevoegen, wat aangeeft dat het molecuul klaar is voor vertaling.

Capping van mRNA

De eerste modificatie die alle eukaryotische mRNA's gemeen hebben, is de 5'-cap. Terwijl RNA-polymerase III het transcript synthetiseert, wordt het 5'-uiteinde vervolgens gemodificeerd door een drietal enzymen die een 7-methylguanylaatgroep binden. Deze kap beschermt niet alleen het RNA tegen exonucleasen, maar dient ook als herkenningssignaal voor ribosomen en exportmachines.

Polyadenylatie

Aan het andere uiteinde wordt aan het 3'-uiteinde een poly-A-staart toegevoegd door poly(A)-polymerase. Normaal gesproken worden er 100-250 adenosineresiduen toegevoegd, een kenmerk dat de mRNA-stabiliteit verbetert en de export ervan uit de kern vergemakkelijkt.

Functionele betekenis van deze wijzigingen

Terwijl bacteriële mRNA's zowel een 5'-kap als een poly-A-staart missen, vertrouwen eukaryote transcripten op deze structuren om de nucleaire export, translationele initiatie en de levensduur van RNA te reguleren. De toegevoegde aanpassingen creëren een robuust raamwerk dat ervoor zorgt dat alleen goed verwerkte mRNA's het ribosoom bereiken.

Virale manipulatie van gastheer-mRNA

Virussen die eukaryotische cellen infecteren, kapen vaak de vertaalmachines van de gastheer. Poliovirussen coderen bijvoorbeeld voor proteasen die het eIF4G-eiwit van de gastheer splitsen, een component die essentieel is voor de rekrutering van ribosomen naar afgedekte mRNA's. Als gevolg hiervan worden cellulaire mRNA’s tot zwijgen gebracht, waardoor het niet-afgetopte RNA van het virus de eiwitsynthese kan domineren – een slimme exploitatie van het eigen regulerende systeem van de gastheer.