8.14 : Ядерный экспорт мРНК

Прежде чем мРНК будут экспортированы в цитоплазму, крайне важно проверить каждую мРНК на структурную и функциональную целостность. Эукариотические клетки используют несколько различных механизмов, известных под общим названием контроль качества мРНК, для поиска нарушений в мРНК. Неправильные мРНК или мРНК с отклонениями быстро разлагаются различными ферментами. Если дефектная мРНК ускользает от контроля качества, она будет транслироваться в белок, который либо будет нефункциональным, либо не будет функционировать должным образом. Одним из основных нарушений в мРНК является присутствие преждевременного стоп-кодона. Это является результатом мутаций последовательности, которые преждевременно кодируют стоп-кодон в рамке считывания. По оценкам, 30% наследственных генетических нарушений у людей являются результатом этих мутаций. Эти мРНК разрушаются по пути, известному как нонсенс-опосредованный распад (NMD). NMD отличается от других путей распада тем, что быстро разлагает мРНК с помощью 3′→5′ экзонуклеаз.

Другой распространенный механизм распада обнаруживает отсутствие посттранскрипционных модификаций в мРНК. Транскрипты РНК-полимеразы II параллельно транскрипции модифицируются с помощью 5’ Г метилированного кэпа, и большинство из них имеют цепь остатков аденина на 3'-конце. Отсутствие одной или обеих этих функций делает мРНК мишенью 5′→3′ экзонуклеолитического распада.

Другие отклонения могут появиться, если мРНК имеет однонуклеотидную мутацию. Хотя этот тип нарушения нормы чаще всего наблюдается в тРНК, мРНК также может быть модифицирована в присутствии активных форм кислорода (АФК), УФ-света и алкилирующих агентов. Химические модификации, вызываемые этими агентами, выявляются путями NMD, nonstop-деградации (NSD) и no-go-деградации (NGD). Все эти пути используют специализированные белки, чувствительные к окислительному повреждению. Эти белки распознают окисленные основания и направляют модифицированные мРНК по путям деградации, в которых для переваривания мРНК используются нуклеазы.

Хотя обсуждаемые здесь пути деградации нацелены на неправильные мРНК, они также подавляют нормальные клеточные мРНК, когда нет нужды в их в трансляции. Этот процесс, формально классифицируемый как оборот мРНК, также важен для поддержания оптимальных уровней мРНК в клеточном пуле.