Forskjellen mellom mRNA og tRNA
Share
Hovedforskjell - mRNA vs tRNA
Messenger RNA (mRNA) og overførings RNA (tRNA) er to typer store RNA som virker i proteinsyntese. Proteinkoding-gener i genomet transkriberes til mRNAer med RNA-polymeraseenzym. Dette trinnet er det første trinnet i proteinsyntese, og er kjent som proteinkoding. Dette proteinkodede mRNA blir oversatt til ribosomer i polypeptidkjeder. Dette trinnet er det andre trinnet i proteinsyntese, og er kjent som proteindekoding. TRNAene er bærerne av spesifikke aminosyrer kodet i mRNA. De hovedforskjell mellom mRNA og tRNA er det mRNA tjener som messenger mellom gener og proteiner mens tRNA bærer den angitte aminosyren i ribosomet for å behandle proteinsyntesen.
Denne artikkelen forklarer,
1. Hva er mRNA
- Struktur, funksjon, syntese, nedbrytning
2. Hva er tRNA
- Struktur, funksjon, syntese, nedbrytning
3. Hva er forskjellen mellom mRNA og tRNA
Hva er mRNA
Messenger RNA er en type RNA som finnes i celler kodende for proteinkoding gener. MRNA betraktes som bæreren av meldingen av et protein i ribosomet som letter proteinsyntesen. Proteinkoding-gener blir transkribert til mRNAer ved enzymet RNA-polymerase under hendelsen kjent som transkripsjon, som forekommer i kjernen. MRNA-transkripsjonen som følger transkripsjonen, refereres til som primært transkript eller pre-mRNA. Det primære transkripsjon av mRNA gjennomgår post-transkripsjonelle modifikasjoner inne i kjernen. Det modne mRNA frigjøres i cytoplasma for oversettelse. Transskripsjon etterfulgt av oversettelse er den sentrale dogmen for molekylærbiologi, som vist i Figur 1.
Figur 1: Sentral dogma av molekylærbiologi
mRNA struktur
MRNA er et lineært, enkeltstrenget molekyl. Et modent mRNA består av en kodende region, utranslaterte regioner (UTR), 5'-cap og en 3'-poly-A-hale. De kodende region av mRNA inneholder en rekke kodoner, som er komplementære til de proteinkoding-gener i genomet. Den kodende regionen inneholder en start kodon for å starte oversettelsen. Startkodonet er AUG, som spesifiserer aminosyren metionin i polypeptidkjeden. Kodonene etterfulgt av startkodonet er ansvarlige for å bestemme aminosyresekvensen av polypeptidkjeden. Oversettelsen slutter på stopp codon. Kodonene, UAA, UAG og UGA er ansvarlige for slutten av oversettelsen. Annet enn å bestemme aminosyresekvensen av polypeptidet, er noen regioner i den kodende regionen av pre-mRNA også involvert i reguleringen av pre-mRNA-behandling og tjener som exoniske spleiseforsterkere / silencere.
Regionene av mRNA funnet tidligere og sistnevnte til kodende regionen kalles som 5 'UTR og 3' UTR, henholdsvis. UTRene styrer mRNA stabilitet ved å variere affiniteten for RNase-enzymer som nedbryter RNAene. De mRNA lokalisering utføres i cytoplasma ved 3'-UTR. De oversettelse effektivitet av mRNA bestemmes av proteiner bundet til UTRene. Genetiske variasjoner i 3'-UTR-regionen fører til sykdomsfølsomhet ved å endre strukturen av RNA og protein oversettelse.
Figur 2: Eldre mRNA struktur
5'-hetten er et modifisert nukleotid av guanin, 7-metylguanosin som binder gjennom en 5'-5'-trifosfatbinding. 3'poly-A-halen er flere hundre adenin nukleotider tilsatt til 3'-enden av mRNA primære transkripsjon.
Det eukaryote mRNA danner en sirkulær struktur ved å interagere med poly-A-bindingsproteinet og translationsinitieringsfaktoren, eIF4E. Både eIF4E og poly-A-bindingsproteiner binder med translationsinitieringsfaktoren, eIF4G. Denne sirkulasjonen fremmer en tidseffektiv oversettelse ved å sirkulere ribosomet på mRNA-sirkelen. De intakte RNAene vil også bli oversatt.
Figur 3: MRNA-sirkelen
Syntese, prosessering og funksjon mRNA
MRNA syntetiseres under hendelsen kjent som transkripsjon, som er det første trinnet i prosessen med proteinsyntese. Enzymet involvert i transkripsjonen er RNA-polymerase. Proteinkodinggenene kodes inn i mRNA-molekylet og eksporteres til cytoplasma for oversettelsen. Bare det eukaryote mRNA gjennomgår behandlingen, som produserer et modent mRNA fra pre-mRNA. Tre store hendelser oppstår under pre-mRNA behandling: 5 'cap addisjon, 3' cap tillegg og spleising ut av introner.
Tilsetningen av 5 'cap forekommer samtranskriptjonelt. 5'-hetten tjener som beskyttelse mot RNaser og er kritisk i anerkjennelse av mRNA ved ribosomer. Tilsetningen av 3 'poly-A-hale / polyadenylering oppstår umiddelbart etter transkripsjonen. Poly-A-halen beskytter mRNA fra RNaser og fremmer eksport av mRNA fra kjernen til cytoplasma. Eukaryotisk mRNA består av introner mellom to eksoner. Dermed fjernes disse intronene fra mRNA-strengen under skjøting. Noen mRNAer er redigert for å endre deres nukleotidsammensetning.
Oversettelse er hendelsen der de modne mRNAene dekodes for å syntetisere en aminosyrekjede. De prokaryote mRNAene har ikke post-transkripsjonelle modifikasjoner og eksporteres til cytoplasma. Prokaryotisk transkripsjon forekommer i selve cytoplasma. Derfor anses prokaryotisk transkripsjon og oversettelsen å skje samtidig, og reduserer tiden som er tatt for syntesen av proteiner. De eukaryotiske modne mRNAene eksporteres til cytoplasma fra kjernen like etter behandlingen. Oversettelse blir lettere ved hjelp av ribosomer som enten er frittflytende i cytoplasma eller bundet til endoplasmatisk retikulum i eukaryoter.
mRNA-nedbrytning
Prokaryotiske mRNA har generelt en relativt lang levetid. Men eukaryotiske mRNA er kortvarige, og tillater regulering av genuttrykk. Prokaryotiske mRNAer nedbrytes av forskjellige typer ribonukleaser, inkludert endonukleaser, 3'-exonukleaser og 5'-exonukleaser. RNase III nedbryter små RNAer under RNA-interferens. RNase J nedbryter også prokaryotisk mRNA fra 5 'til 3'. Eukaryotiske mRNAer nedbrytes etter oversettelsen bare ved enten eksosomkompleks eller dekomponering av kompleks. Eukaryotiske, ikke-translaterte mRNAer nedbrytes ikke av ribonukleaser.
Hva er tRNA
tRNA er den andre typen RNA som er involvert i proteinsyntese. Antikodonene bæres individuelt av tRNAene som er komplementære til et bestemt kodon på mRNA. tRNA bærer spesifisert aminosyre av kodonene av mRNA i ribosomene. Ribosomet letter dannelsen av peptidbindinger mellom eksisterende og innkommende aminosyrer.
tRNA struktur
TRNA består av primære, sekundære og tertiære strukturer. De primær struktur er et lineært molekyl av tRNA. Det er rundt 76 til 90 nukleotider langt. De sekundær struktur er kløverbladformet struktur. De tertiær struktur er en L-formet 3D-struktur. Den tertiære strukturen av tRNA tillater det å passe sammen med ribosomet.
Figur 4: Den sekundære struktur mRNA
TRNA sekundære strukturen består av a 5 'terminal fosfatgruppe. Den 3 'enden av akseptor s væpne inneholder CCA hale som er festet til aminosyren. Aminosyren er kontent knyttet til 3'-hydroksylgruppen av CCA-halen av enzymet, aminoacyl-tRNA-syntetase. Aminosyre-ladet tRNA er kjent som aminoacyl-tRNA. CCA-halen blir tilsatt under behandling av tRNA. Sekundær struktur tRNA består av fire sløyfer: D-loop, TΨC loop, variabel sløyfe og anticodon sløyfe. Antikodonsløyfen inneholder antikodonet som er en komplementær bundet med kodonet av mRNA inne i ribosomet. Den sekundære strukturen til tRNA blir dens tertiære struktur ved koaksial stabling av helikene. Den tertiære strukturen av aminoacyl-tRNA er vist i figur 5.
Figur 5: Aminoacyl tRNA
Funksjoner av tRNA
en antikodon består av en nukleotid triplett, som inneholder hver for seg i hvert tRNA-molekyl. Det er i stand til å basere sammen med mer enn ett kodon gjennom wobble base pairing. Det første nukleotidet av anticodonet er erstattet av inosinet. Inosinet er i stand til hydrogenbinding med mer enn ett spesifikt nukleotid i kodonet. Antikodon er i 3 'til 5' retning for å basere par med kodonen. Derfor varierer det tredje nukleotidet av kodonet i det overflødige kodon som angir den samme aminosyre. For eksempel, kodonene, GGU, GGC, GGA og GGG kode for aminosyre glycin. Således bringer et enkelt tRNA glykinet til alle de ovennevnte fire kodonene. Sixty-one distinkte kodoner kan identifiseres på mRNA. Men bare trettifire forskjellige tRNAer kreves som aminosyrebærerne på grunn av wobble base pairing.
De oversettelse initiering kompleks dannes ved montering av to ribosomale enheter med aminoacyl-tRNA. Aminoacyl-tRNA binder til A-stedet og polypeptidkjeden binder til P-stedet i den store underenheten av ribosomet. Oversettelsesinitieringskodon er AUG som spesifiserer aminosyren metionin. Oversetteren prosesserer gjennom translokasjonen av ribosomet på mRNA ved å lese kodonsekvensen. Polypeptidkjeden vokser ved å danne polypeptidbindinger med de innkommende aminosyrer.
Figur 6: Oversettelse
I tillegg til sin rolle i proteinsyntese, spiller den også en rolle i reguleringen av genuttrykk, metabolske prosesser, priming revers transkripsjon og stressresponser.
tRNA-nedbrytning
TRNAet blir reaktivert ved å feste til en andre aminosyre som er spesifikk for den etter frigjøring av sin første aminosyre under oversettelse. Under kvalitetskontrollen av RNA er to overvåkingsveier involvert i nedbrytning av hypo-modifiserte og ubehandlede pre-tRNAer og modne tRNA som er manglende modifikasjoner. De to banene er kjernefysiske overvåkingsveier og den raske tRNA-forfallstråden (RTD). Under kjernefysisk overvåkingsbane, mismodifiserte eller hypo-modifiserte pre-tRNAer og modne tRNAer underkastes 3'-ende-polyadenylering med TRAMP-kompleks og gjennomgår rask omsetning. Det ble først oppdaget i gjæren, Saccharomyces cerevisiae. De rask tRNA-forfall (RTD) -vei ble først observert i trm8Δtrm4Δ gjærmutantstamme som er temperaturfølsom og mangler tRNA-modifikasjonsenzymer. De fleste av tRNAene er foldet riktig under normale temperaturforhold. Men variasjoner av temperaturen fører til hypo-modifiserte tRNAer, og de nedbrytes av RTD-banen. TRNAene som inneholder mutasjoner i akseptorstammen, så vel som T-stammen, forringes under RTD-banen.
Forskjellen mellom mRNA og tRNA
Navn
mRNA: M står for messenger; messenger RNA
tRNA: T står for overføring; overfør RNA
Funksjon
mRNA: MRNA fungerer som messenger mellom gener og proteiner.
tRNA: TRNAen bærer den angitte aminosyren i ribosomet for å behandle proteinsyntesen.
Plassering av funksjon
mRNA: MRNA fungerer ved kjernen og cytoplasma.
tRNA: TRNA fungerer ved cytoplasma.
Kodon / antikodon
mRNA: MRNAen bærer en kodonsekvens som er komplementær til kodon-sekvensen av genet.
tRNA: TRNA bærer et anticodon som er komplementært til kodonet på mRNA.
Kontinuitet av sekvensen
mRNA: MRNAen bærer en rekkefølge av sekvensielle kodoner.
tRNA: TRNAen bærer individuelle antikodoner.
Form
mRNA: MRNA er lineært, enkeltstrenget molekyl. Noen ganger danner mRNA den sekundære strukturen som hårpinne looper.
tRNA: TRNA er L-formet formet molekyl.
Størrelse
mRNA: Størrelsen avhenger av størrelsene av proteinkodinggenene.
tRNA: Det er rundt 76 til 90 nukleotider langt.
Vedlegg til aminosyrer
mRNA: MRNAet knytter ikke til aminosyrene under proteinsyntese.
tRNA: TRNAen bærer en bestemt aminosyre ved å feste til akseptorarmen.
Skjebne etter Funksjon
mRNA: MRNA er ødelagt etter transkripsjonen.
tRNA: TRNAet blir reaktivert ved å feste det til en andre aminosyre som er spesifikk for det etter frigjøring av sin første aminosyre under oversettelse.
Konklusjon
Messenger-RNA og overførings-RNA er to typer RNAer involvert i proteinsyntesen. Begge er sammensatt av fire nukleotider: adenin (A), guanin (G), cytosin (C) og tymin (T). Proteinkoding-gener blir kodet inn i mRNA under prosessen kjent som transkripsjon. De transkriberte mRNAene dekodes til en aminosyrekjede ved hjelp av ribosomer under prosessen kjent som oversettelse. Den spesifiserte aminosyre som kreves for dekoding av mRNA i proteiner, bæres av forskjellige tRNAer i ribosomet. Sixty-one distinkte kodoner kan identifiseres på mRNA. Trettifem forskjellige antikodoner kan identifiseres på forskjellige tRNAer som angir de tyve essensielle aminosyrene. Derfor er hovedforskjellen mellom mRNA og tRNA at mRNA er en messenger av et spesifikt protein mens tRNA er en bærer av en spesifikk aminosyre.
Henvisning:
1. "Messenger RNA." Wikipedia. N.p .: Wikimedia Foundation, 14. februar 2017. Web. 5. mars 2017.
2. "Overfør RNA." Wikipedia. NP: Wikimedia Foundation, 20. februar 2017. Web. 5. mars 2017.
3. "Strukturell biokjemi / nukleinsyre / RNA / transfer RNA (tRNA) - Wikibooks, åpne bøker for en åpen verden." N.d. Web. 5. mars 2017
4.Megel, C. et al. "Survaillence and cleavage of eukaryotic tRNAs". International Journel of Molecular Sciences,. 2015, 16, 1873-1893; doi: 10,3390 / ijms16011873. Web. Tilgang 6 mars 2017
Bilde Courtesy:
1. "MRNA-interaksjon" - opprinnelig opplastingsprogram: Sverdrup på engelsk Wikipedia. (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Eldre mRNA" (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. "MRNAcircle" Av Fdardel - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
4. "TRNA-Phe gjær en" Av Yikrazuul - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
5. "Peptide syn" Av Boumphreyfr - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
6. "Aminoacyl-tRNA" Av Scientific29 - Eget arbeid (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
