Skillnad mellan mRNA och tRNA
Share
Huvudskillnad - mRNA vs tRNA
Messenger RNA (mRNA) och överförings-RNA (tRNA) är två typer av stora RNA som fungerar i proteinsyntes. Proteinkodande gener i genomet transkriberas till mRNA genom RNA-polymerasenzym. Detta steg är det första steget i proteinsyntesen och är känt som proteinkodning. Detta proteinkodade mRNA translateras vid ribosomen i polypeptidkedjor. Detta steg är det andra steget i proteinsyntesen och är känd som proteinavkodning. TRNA: erna är bärarna av specifika aminosyror kodade i mRNA. De huvudskillnad mellan mRNA och tRNA är det mRNA tjänar som budbärare mellan gener och proteiner medan tRNA bär den angivna aminosyran i ribosomen för att behandla proteinsyntesen.
Denna artikel förklarar,
1. Vad är mRNA
- Struktur, Funktion, Syntes, Nedbrytning
2. Vad är tRNA
- Struktur, Funktion, Syntes, Nedbrytning
3. Vad är skillnaden mellan mRNA och tRNA
Vad är mRNA
Messenger-RNA är en typ av RNA som finns i celler som kodar för proteinkodande gener. MRNA anses vara bäraren av meddelandet av ett protein i ribosomen vilket underlättar proteinsyntesen. Proteinkodningsgener transkriberas till mRNA genom enzymet RNA-polymeras under händelsen känd som transkription, som inträffar i kärnan. MRNA-transkriptet som följer transkriptionen kallas primärt transkript eller pre-mRNA. Det primära transkriptet av mRNA genomgår post-transkriptionella modifieringar inuti kärnan. Den mogna mRNA frisätts i cytoplasman för translation. Transkription följt av translation är den centrala dogmen för molekylärbiologi, såsom visas i Figur 1.
Figur 1: Central dogma av molekylärbiologi
mRNA-struktur
MRNA är en linjär, enkelsträngad molekyl. En mogen mRNA består av en kodande region, otranslaterade regioner (UTR), 5'-cap och en 3'-poly-A-svans. De kodande regionen av mRNA innehåller en serie kodoner, som är komplementära till de proteinkodande generna i genomet. Den kodande regionen innehåller en start kodon för att initiera översättningen. Startkodonet är AUG, som specificerar aminosyrametioninen i polypeptidkedjan. Kodonerna följt av startkodon är ansvariga för bestämning av aminosyrasekvensen för polypeptidkedjan. Översättningen slutar vid stoppa kodonen. Kodonerna, UAA, UAG och UGA är ansvariga för slutet av översättningen. Annat än att bestämma polypeptids aminosyrasekvens är vissa regioner i den kodande regionen av pre-mRNA också inblandade i reglering av pre-mRNA-bearbetning och tjänar som exoniska splicingsförstärkare / silencers.
Regionerna av mRNA som hittades tidigare och senare till den kodande regionen kallas som 5 'UTR och 3' UTR, respektive. UTR: erna kontrollerar mRNA-stabilitet genom att variera affiniteten för RNas-enzymer som bryter ned RNA. De mRNA-lokalisering utförs i cytoplasman av 3'-UTR. De översättning effektivitet av mRNA bestäms av proteinerna bundna till UTR: erna. Genetiska variationer i 3'-UTR-regionen leder till sjukdomskänslighet genom att ändra strukturen hos RNA och proteinöversättning.
Figur 2: Äldre mRNA-struktur
5'-kepsen är en modifierad nukleotid av guanin, 7-metylguanosin som binder genom en 5'-5'-trifosfatbindning. 3'poly-A-svansen är flera hundra adenin-nukleotider tillsatta till 3'-änden av mRNA-primära transkriptet.
Det eukaryota mRNAet bildar en cirkulär struktur genom att interagera med poly-A-bindande proteinet och translationsinitieringsfaktorn, eIF4E. Både eIF4E och poly-A-bindande proteiner binder med translationsinitieringsfaktorn, eIF4G. Denna cirkulation främjar en tidseffektiv översättning genom att cirkulera ribosomen på mRNA-cirkeln. De intakta RNA kommer också att översättas.
Figur 3: MRNA-cirkeln
Syntes, bearbetning och funktion mRNA
MRNA syntetiseras under händelsen känd som transkription, vilket är det första steget i processen med proteinsyntes. Det enzym som är involverat i transkriptionen är RNA-polymeras. De proteinkodande generna kodas in i mRNA-molekylen och exporteras till cytoplasman för översättningen. Endast det eukaryota mRNA genomgår behandlingen, vilket producerar ett moget mRNA från pre-mRNA. Tre stora händelser uppstår under pre-mRNA-bearbetning: 5 'cap addition, 3' cap addition och splicing out av introner.
Additionen av 5 'lock inträffar med transkriptionellt. 5'-locket tjänar som ett skydd mot RNaser och är kritiskt för att känna igen mRNA genom ribosomer. Additionen av 3 'poly-A-svans / polyadenylering inträffar omedelbart efter transkriptionen. Poly-A-svansen skyddar mRNA från RNaser och främjar exporten av mRNA från kärnan till cytoplasman. Eukaryot mRNA består av introner mellan två exoner. Sålunda avlägsnas dessa introner från mRNA-strängen under splitsning. Vissa mRNAer redigeras för att ändra deras nukleotidsammansättning.
Översättning är händelsen där de mogna mRNA: erna avkodas för att syntetisera en aminosyrakedja. De prokaryota mRNA: erna saknar post-transkriptionella modifieringar och exporteras till cytoplasman. Prokaryotisk transkription sker i själva cytoplasman. Därför anses prokaryotisk transkription och översättningen inträffa samtidigt, vilket minskar tiden som tas för syntesen av proteiner. De eukaryota mogna mRNA exporteras till cytoplasman från kärnan strax efter bearbetningen. Översättning underlättas av ribosomer som antingen är fritt flytande i cytoplasman eller bundna till endoplasmatisk retikulum i eukaryoter.
mRNA-nedbrytning
Prokaryota mRNA har generellt en relativt lång livslängd. Men eukaryota mRNA är kortlivade, vilket möjliggör reglering av genuttryck. Prokaryota mRNA sönderdelas av olika typer av ribonukleaser innefattande endonukleaser, 3'-exonukleaser och 5'-exonukleaser. RNas III degraderar små RNA under RNA-interferens. RNas J degraderar också prokaryotiskt mRNA från 5 'till 3'. Eukaryotiska mRNA sönderdelas efter översättningen endast av antingen exosomkomplex eller avveckling av komplex. Eukaryotiska otranslaterade mRNA försämras ej av ribonukleaser.
Vad är tRNA
tRNA är den andra typen av RNA som är involverad i proteinsyntes. Antikodonerna bärs individuellt av tRNA som är komplementära till ett särskilt kodon på mRNA. tRNA bär specificerad aminosyra av kodonerna av mRNA in i ribosomerna. Ribosomen underlättar bildandet av peptidbindningar mellan de befintliga och inkommande aminosyrorna.
tRNA-struktur
TRNA består av primära, sekundära och tertiära strukturer. De primär struktur är en linjär molekyl av tRNA. Det är runt 76 till 90 nukleotider långt. De sekundär struktur är klöverbladformad struktur. De tertiär struktur är en L-formad 3D-struktur. Den tertiära strukturen hos tRNA låter den passa med ribosomen.
Figur 4: Den sekundära strukturen mRNA
Den sekundära strukturens tRNA består av a 5 'terminal fosfatgrupp. 3: e änden av acceptorns ärm innehåller CCA svans vilken är bunden till aminosyran. Aminosyran är kontentbunden kopplad till 3'-hydroxylgruppen i CCA-svansen genom enzymet, aminoacyl-tRNA-syntetas. Aminosyraladdad tRNA är känd som aminoacyl-tRNA. CCA-svansen tillsätts under bearbetningen av tRNA. Sekundär struktur tRNA består av fyra slingor: D-loop, TΨC-slinga, variabel slinga och anticodon slinga. Antikodon slingan innehåller anticodonet som är en komplementär bunden med codonet av mRNA inuti ribosomen. Den sekundära strukturen hos tRNA blir dess tertiära struktur genom koaxial stapling av spiralerna. Den tertiära strukturen hos aminoacyl-tRNA visas i figur 5.
Figur 5: Aminoacyl-tRNA
Funktioner av tRNA
En antikodon består av en nukleotidtriplett innehållande individuellt i varje tRNA-molekyl. Den kan basparera med mer än ett kodon genom wobble basparning. Antikodons första nukleotid ersätts av inosinet. Inosinet har förmåga att vätebinda med mer än en specifik nukleotid i kodonen. Antikodon är i 3 'till 5' riktningen för att basera paret med kodonen. Därför varierar den tredje nukleotiden i kodonet i det redundanta kodonet som specificerar samma aminosyra. Exempelvis kodar GOD, GGC, GGA och GGG för aminosyraglycin. Således leder ett enkelt tRNA glycin för alla ovanstående fyra kodoner. Sextio ett distinkt kodon kan identifieras på mRNA. Men endast trettiotre distinkta tRNA erfordras som aminosyrabärarna på grund av wobblebasparingen.
De översättning initieringskomplex bildas genom montering av två ribosomala enheter med aminoacyl-tRNA. Aminoacyl-tRNA binder till A-stället och polypeptidkedjan binder till P-stället i den stora subenheten av ribosomen. Översättningsinitieringskodon är AUG som specificerar aminosyran metionin. Översättningen behandlar genom translokationen av ribosomen på mRNA genom att läsa kodonsekvensen. Polypeptidkedjan växer genom att bilda polypeptidbindningar med de inkommande aminosyrorna.
Figur 6: Översättning
Förutom sin roll i proteinsyntes spelar den också en roll i reglering av genuttryck, metaboliska processer, priming omvänd transkription och stressresponser.
tRNA-nedbrytning
TRNA reaktiveras genom att binda till en andra aminosyra som är specifik för den efter frisättning av sin första aminosyra under translation. Under kvalitetsstyrningen av RNA är två övervakningsvägar involverade i nedbrytning av hypo-modifierade och missbehandlade pre-tRNA och mogna tRNA som är bristmodifieringar. De två vägarna är kärnvaktövervakningsvägar och den snabba tRNA-sönderfallssträckan. Under kärnvaktövervakningsvägen, missmodifierade eller hypomodifierade pre-tRNA och mogna tRNA utsätts för 3'-ändpolyadenylering med TRAMP-komplex och genomgår snabb omsättning. Det upptäcktes först i jästen, Saccharomyces cerevisiae. De snabb tRNA-sönderfall (RTD) -väg observerades först i trm8Δtrm4A-jästmutantstammen, som är temperaturkänslig och saknar tRNA-modifieringsenzymer. De flesta tRNA: erna är korrekt vikta under normala temperaturförhållanden. Men variationer av temperaturen leder till hypo-modifierade tRNA och de försämras av RTD-vägen. De tRNA som innehåller mutationer i acceptorstammen såväl som T-stammen försämras under RTD-vägen.
Skillnad mellan mRNA och tRNA
namn
mRNA: M står för budbärare; messenger RNA
tRNA: T står för överföring; överför RNA
Fungera
mRNA: MRNA tjänar som budbärare mellan gener och proteiner.
tRNA: TRNA bär den angivna aminosyran i ribosomen för att behandla proteinsyntesen.
Funktionens läge
mRNA: MRNA fungerar vid kärnan och cytoplasman.
tRNA: TRNA fungerar vid cytoplasman.
Kodon / antikodon
mRNA: MRNA bär en kodonsekvens som är komplementär till genens kodonsekvens.
tRNA: TRNA bär ett anticodon som är komplementärt till kodonet på mRNA.
Kontinuitet av sekvensen
mRNA: MRNA bär en ordning av sekventiella kodoner.
tRNA: TRNA bär enskilda antikodoner.
Form
mRNA: MRNA är linjär, enkelsträngad molekyl. Ibland bildar mRNA de sekundära strukturerna som hårpinnen.
tRNA: TRNA är L-formad formad molekyl.
Storlek
mRNA: Storleken beror på storleken på proteinkodningsgenerna.
tRNA: Det är runt 76 till 90 nukleotider långt.
Bilaga till aminosyror
mRNA: MRNAet fäster inte vid aminosyrorna under proteinsyntesen.
tRNA: TRNA bär en specifik aminosyra genom att fästa vid dess acceptorarm.
Öde efter funktionen
mRNA: MRNA förstörs efter transkriptionen.
tRNA: TRNA reaktiveras genom att binda den till en andra aminosyra som är specifik för den efter att ha frisatt sin första aminosyra under translation.
Slutsats
Messenger-RNA och överförings-RNA är två typer av RNA involverade i proteinsyntesen. Båda är sammansatta av fyra nukleotider: adenin (A), guanin (G), cytosin (C) och tymin (T). Proteinkodande gener kodas till mRNA under processen känd som transkription. De transkriberade mRNA: erna avkodas till en aminosyrakedja med hjälp av ribosomer under processen känd som translation. Den angivna aminosyran som krävs för avkodningen av mRNA till proteiner bäres av olika tRNA i ribosomen. Sextio ett distinkt kodon kan identifieras på mRNA. Trettiotre distinkta antikodoner kan identifieras på olika tRNA som specificerar de tjugo essentiella aminosyrorna. Därför är huvudskillnaden mellan mRNA och tRNA att mRNA är en budbärare av ett specifikt protein medan tRNA är en bärare av en specifik aminosyra.
Referens:
1. "Messenger RNA." Wikipedia. N.p .: Wikimedia Foundation, 14 Feb. 2017. Web. 5 mars 2017.
2. "Överför RNA". Wikipedia. N.p .: Wikimedia Foundation, 20 Feb. 2017. Web. 5 mars 2017.
3. "Strukturell biokemi / nukleinsyra / RNA / transfer RNA (tRNA) - Wikibooks, öppna böcker för en öppen värld." N.d. Webb. 5 mars 2017
4.Megel, C. et al "Survaillence and cleavage of eukaryotic tRNAs". Internationella Journalen för Molecular Sciences,. 2015, 16, 1873-1893; doi: 10,3390 / ijms16011873. Webb. Åtkomst 6 mars 2017
Image Courtesy:
1. "MRNA-interaktion" - original uppladdare: Sverdrup på engelska Wikipedia. (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Äldre mRNA" (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
3. "MRNAcircle" Av Fdardel - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
4. "TRNA-Phe yeast en" Av Yikrazuul - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons Wikimedia
5. "Peptid syn" Av Boumphreyfr - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
6. "Aminoacyl-tRNA" Av Scientific29 - Egent arbete (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons
