mRNA

mRNA vzniká v buněčném jádře při procesu zvaném transkripce. Tento proces je umožněn působením enzymu RNA polymerázy. Jedno z vláken DNA je použito jako templát pro syntézu vlákna RNA. Nukleotidy se přikládají podle párování s originálem. Transkripce se ovšem od replikace liší v několika ohledech.

• Bakteriální geny jsou tvořeny jediným nepřerušeným úsekem úseku DNA, který se beze změn zkopíruje a vytvoří molekulu mRNA
• Eukaryotní geny obsahují i nekódující sekvence (introny), které se přepisují do primárního transkriptu, z něhož se musí před transportem z jádra vystřihnout (splicing).

Struktura mRNA s vyznačenými důležitými oblastmi. Poměr velikostí jednotlivých oblastí zhruba odpovídá průměrné zralé eukaryotní mRNA.

Kromě otevřeného čtecího rámce, který kóduje protein, obsahuje typická mRNA oblasti chránící 5' a 3' konec (většinou 5' čepičku a 3' poly(A) konec) Poměrně velká část mRNA je ovšem tvořena 5' a 3' nepřekládanými oblastmi (UTR), které mají řadu regulačních funkcí.

Po transkripci genů eukaryotních organismů vzniká tzv. primární transkript, který musí být dále upraven.

U eukaryot mRNA prochází jadernými póry a dostává se do cytosolu, kde dochází k jejich překladu. Bakterie postrádají jádro, proto se k vznikající mRNA mohou vázat ribozomy od samého počátku transkripce a vytvářet tak polyzomy. To urychluje syntézu bílkovin, ale znemožňuje složitější úpravu RNA.

Schéma kruhového uspořádání aktivně překládaných mRNA. Dochází k propojení mezi eIF4E vázajícím 5' čepičku a poly(A) vázajícím proteinem přes faktor eIF4G. Toto fyzické přiblížení obou konců umožňuje ribozomu po ukončení translace znovu nasednout na mRNA a opakovat translaci.

Mimo jádro dochází k translaci z mRNA do bílkovin na ribozomu, které začínají na 5' konci a přikládají aminokyselinové zbytky ke kodónům podle genetického kódu. Protože syntéza bílkoviny trvá průměrně 20-60 sekund, při použití jediného ribozomu by byla translace zdržována. Proto na RNA dosedá více ribozomů najednou a vytváří se struktura zvaná polyribozom. K translaci dochází buď v cytoplazmě nebo na hrubém endoplasmatickém retikulu.

Molekuly mRNA mají jistou délku života, načež jsou rozloženy na jednotlivé nukleotidy, jež mohou být následně recyklovány. Doba setrvání dané mRNA je velice důležitá a celkové množství dané mRNA je jednou z možností, jak ovlivnit genovou expresi. Přežívání mRNA v buňkách může např. v lidských buňkách sahat od několika minut po několik dní.[1] V lidských buňkách existují tři základní typy degradace mRNA: jednak běžný rozklad nepodléhající žádným stimulátorům či represorům, jednak regulovaná degradace, která reaguje např. na stimuly z okolního prostředí a nakonec různé degradační dráhy, které zodpovídají za odstranění vadných či poškozených mRNA. Důležitým rysem degradace eukaryotické mRNA je hlídání délky poly(A) ocásku na 3' konci mRNA, který je postupně zkracován deadenylázami. Důležitou roli mimo poly(A) konec hrají i A+U bohaté elementy (ARE), opět obvykle na 3' konci mRNA.[1]

V buňce vznikají úseky RNA, které jsou komplementární k mRNA. Pokud se na sebe navzájem navážou, buňka je rozloží, a tím inaktivuje danou mRNA a zastaví se syntéza proteinu. Tento pochod se nazývá RNA interference. Rozkládání dvoušroubovicové RNA často funguje jako ochrana proti RNA virům, které mohou mít dvojitou šroubovici RNA.

RNA vakcíny (označované též mRNA) využívají uměle vytvořenou mRNA, kterou dopraví do cílové buňky, která pak vytvoří bílkovinu charakteristickou pro agens, na který se má vytvořit imunitní odpověď.