thumb|Budowa końca 5' eukariotycznego mRNA. Czapeczka składa się z łącznika trifoosforanowego i metylowanej guanozyny |upright=1.5 Dekaping mRNA – proces hydrolizy mostka fosforanowego w strukturze czapeczki mRNA, stanowiący kluczowy etap regulacji stabilności i translacji mRNA.
Specyficzne ścieżki rozpadu mały|Specyficzne ścieżki degradacji mRNA|upright=1.5
Organizmy eukariotyczne W organizmach eukariotycznych istnieją dwa główne szlaki degradacji mRNA: w kierunku od 5’ do 3’-końca oraz w kierunku od 3’ do 5’-końca, oba inicjowane przez deadenylację ogona poli(A). W degradację mRNA od 5’ do 3’-końca zaangażowany jest kompleks dekapujący Dcp1/Dcp2. Dcp2 jest podjednostką katalityczną należącą do rodziny hydrolaz Nudix, natomiast Dcp1 jest podjednostką regulacyjną, która może wchodzić w interakcje z dodatkowymi wzmacniaczami dekapingu, takimi jak Edc1, 2 i 3 czy PNRC2. Dcp2 jest w stanie hydrolizować czapeczki zawierające zarówno monometylowane (m7G), jak również trimetylowane (m2,2,7G) reszty guanozyny. Rozpad następuje między grupą fosforanową α i β w mostku trifosforanowym, prowadząc do oderwania się difosforanu m7GDP lub m2,2,7GDP oraz 5’-monofosforanu RNA, który jest podatny na degradację przez odpowiednie 5’-egzonukleazy. Odkryto również, że przyjemniej kilka innych enzymów, takich jak Nud16, Dxo i Rai1, jest w stanie katalizować hydrolizę mostka fosforanowego pomiędzy resztami fosforanowymi α i β. centruj|bezramki|734x734px W szlaku 3’-5’ zdeadenylowane RNA jest degradowane od końca 3’ przez egzosom RNA. Struktura czapeczki jest hydrolizowana przez enzym dekapujący DcpS między resztami fosforanowymi β i γ, co prowadzi do powstania monofosforanu m7GMP oraz difosforanu 5’-końcowego nukleozydu.centruj|bezramki|728x728px|Rozpad dinukleotydu m7GpppN pod wpływem enzymu DcpS
Organizmy prokariotyczne Cechą prokariotycznego mRNA jest brak charakterystycznej struktury czapeczki na końcu 5'. Jednakże wykazano, że dinukleotyd nikotynamidoadeninowy (NAD) lub grupa trifosforanowa połączone na 5'-końcu mRNA u niektórych organizmów prokariotycznych mogą pełnić rolę czapeczki, poprawiając tym stabilność transkryptu. Za hydrolizę NAD lub grupy trifosforanowej z RNA odpowiedzialne są odpowiednio pirofosfataza NADH (NudC) oraz pirofosfohydrolaza RNA (RppH). Powstały 5'-fosforan RNA jest degradowany przez odpowiednie rybonukleazy. centruj|bezramki|688x688px centruj|bezramki|510x510px
Rola dekapingu Czapeczka ma istotny wpływ na stabilność mRNA oraz efektywność translacji; chroni RNA przed degradacją, a także oznacza komórkowe mRNA jako „własne” w celu uniknięcia rozpoznania przez wrodzony układ odpornościowy. Dekaping jest uważany za ostatni, kluczowy i nieodwracalny etap przed szybką degradacją mRNA. Defekty dekapingu mogą mieć szkodliwe konsekwencje dla rozwoju komórek i zostały powiązane z ciężkimi zaburzeniami neurologicznymi u ludzi. Osiągnięcie zwiększonej stabilności mRNA jest jednym z najważniejszych problemów zastosowania mRNA w celach terapeutycznych. Poznanie ścieżek degradacji mRNA jest kluczowe do projektowania terapeutycznego mRNA.
Przypisy
Kategoria:RNA