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Messenger-RNA (mRNA), die von einem Gen auf einer DNA-Matrize transkribiert wurde, enthält Informationen, die die Anweisungen für die Proteinsynthese durch Ribosomen kodieren. Jedes der 25.000 bis 30.000 Gene im menschlichen Genom ist in den meisten Ihrer Körperzellen vorhanden, aber jede Zelle exprimiert nur einen kleinen Bruchteil davon. Der Messenger-RNA-Abbau ist eine der Methoden, mit denen Zellen regulieren, welche Gene wann exprimiert werden.
Ebenen der Genregulation
Die Genexpression kann in einer Zelle auf mehreren Ebenen reguliert werden. Die differentielle Gentranskription reguliert, welche Gene in RNA transkribiert werden dürfen, während die selektive nukleare RNA-Verarbeitung reguliert, welche transkribierte RNA in das Zytoplasma eintreten und zur Messenger-RNA werden kann. Gene können jederzeit vor, nach oder während des Übersetzungs- und Transkriptionsprozesses reguliert werden.
Transkription
Transkription ist die Synthese von Messenger-RNA aus einem DNA-Template. Die durch den Transkriptionsprozess erzeugte mRNA kann den Kern verlassen und in das Zytoplasma eintreten, wo sie von Ribosomen transkribiert wird, um Proteinprodukte zu erzeugen.
mRNA-Abbau
Verschiedene Messenger-RNAs werden von der Zelle mit unterschiedlichen Raten translatiert. Jede mRNA unterscheidet sich in der Geschwindigkeit, mit der sie in Protein übersetzt wird, und in der Stabilität des mRNA-Moleküls. Je länger ein mRNA-Molekül hält, desto mehr Proteinprodukte können aus der mRNA-Sequenz transkribiert werden.
mRNA-Halbwertszeit
Die meisten bakteriellen mRNAs haben eine Halbwertszeit von nur wenigen Minuten, wobei die bakteriellen mRNA-Halbwertszeiten von weniger als 1 Minute bis zu 20 Minuten variieren. Die durchschnittliche Halbwertszeit der menschlichen mRNA beträgt 10 Stunden, wobei die Halbwertszeiten der menschlichen mRNA zwischen 30 Minuten und 24 Stunden variieren.
Stabilität erhöhen
Während Zellen Messenger-RNA abbauen, um die Menge an Proteinen zu regulieren, die von jedem mRNA-Molekül translatiert werden kann, modifizieren sie auch mRNA-Moleküle auf eine Weise, die die Stabilität des Moleküls erhöht und die Proteinausgabe unter bestimmten Bedingungen und zu bestimmten Zeiten erhöht. Die Addition eines PolyA-Schwanzes an das 3-Ende eines mRNA-Moleküls erhöht die Stabilität des mRNA-Moleküls. Je länger der PolyA-Schwanz ist, desto stabiler ist das Molekül und desto mehr Protein kann translatiert werden.