Lähetti-RNA

Lähetti-RNA:n koodaavat alueet muodostuvat kodoneista, jotka ribosomi koodaa translaation aikana proteiineiksi. Koodaava alue alkaa aina aloituskodonista, jonka emäsjärjestys on yleensä AUG ja päättyy lopetuskodoniin, jonka emäsjärjestys voi olla joko UAA, UAG tai UGA.

Ei-koodaavat alueet eli UTR:t (engl. Un-translated regions) ovat lähetti-RNA:ssa ennen aloituskodonia ja lopetuskodonin jälkeen esiintyviä sekvenssejä, jotka eivät translaatiossa koodaa mitään proteiinia. Alueita kutsutaan myös 5'-UTR:ksi ja 3'-UTR:ksi. Ne kopioidaan transkriptiossa samaan tapaan kuin koodaavat alueetkin ja ne kuuluvat eksoneihin, minkä takia niitä ei poisteta pre-mRNA:ta muokattaessa. Ei-koodaavilla alueilla voidaan katsoa olevan useita rooleja geenien ilmentymisessä, esimerkiksi lähetti-RNA:n vakautus, paikallistaminen ja translaation tehostaminen. Ei-koodaavan alueen kyky toimia riippuu kuitenkin sekvenssistä ja voi vaihdella eri lähetti-RNA:issa.[3]

5'-UTR ja/tai 3'-UTR saattavat vastata lähetti-RNA:n vakaudesta riippuen RNA:ta hajottavien ribonukleaasientsyymien ja RNA:n hajottamista tukevien tai hillitsevien tukiproteiinien affiniteetista eli sitoutumiskyvystä.

Ei-koodaavat alueet voivat huolehtia translaation tehokkuudesta tai joissain tapauksissa kokonaan estää sen. Ei-koodaaviin alueisiin sitoutuvat proteiinit vaikuttavat ehkä translaatioon vaikuttamalla ribosomin kykyyn sitoutua lähetti-RNA:han. 3'-UTR:iin sitoutuva mikroRNA saattaa myös vaikuttaa translaation tehokkuuteen tai lähetti-RNA:n vakauteen.

Uskotaan, että 3'-UTR vastaa lähetti-RNA:n sijainnista solulimassa. Jos tietyllä solun alueella tarvitaan proteiinia, sitä voidaan myös tuottaa kyseisellä alueella. Tällaisia tapauksia varten 3'-UTR:ssä voi olla sekvenssejä, jotka sallivat lähetti-RNA:n siirtyä tällaiselle alueelle translaatiota varten.

Jotkin ei-koodaavilla alueilla olevat elementit muodostavat sekundäärirakenteen, kun geeni kopioidaan transkriptiossa RNA:ksi. Niillä on myös osansa lähetti-RNA:n säätelyssä. Jotkin niistä ovat proteiinien sitoutumispaikkoja. Ribokytkimiin voi sitoutua pieniä molekyylejä, jolloin lähetti-RNA:n koodaaman proteiinin tuotannossa tapahtuu muutos. Tällaisissa tapauksissa lähetti-RNA säätelee itse itseään.

Poly(A)-häntä on pre-mRNA:n 3'-päähän lisättävä, usein satoja adeniininukleotideja sisältävä sekvenssi. Häntä estää lähetti-RNA:ta hajoamasta.

Lähetti-RNA:ta, jossa on vain yhden proteiinin translaatioon tarvittava ohje, kutsutaan monokistriseksi. Useimpien aitotumaisten solujen lähetti-RNA on monokistrista.[4][5] Sitä vastoin esitumallisten solujen lähetti-RNA on polykistrista, eli siinä on useita avoimia lukukehyksiä eli proteiinin translaatioon tarvittavia ohjeita. Yleensä polykistrisen lähetti-RNA:n koodaamilla proteiineilla on jokin yhteinen ominaisuus – ne voivat esimerkiksi muodostaa yhdessä proteiinikompleksin – ja niitä koodaavia sekvenssejä säädellään yhteisellä säätelyalueella, jossa on promoottori ja operaattori. Myös bakteerien ja arkkien lähetti-RNA[4] ja ihmisen mitokondriaalinen lähetti-RNA[6] on suurimmaksi osaksi polykistristä. Di- tai bikistriseksi kutsutaan lähetti-RNA:ta, joka koodaa kahta proteiinia.

Aitotumaisten soluissa lähetti-RNA-molekyylit muodostavat pyöreitä rakenteita eIF4E-proteiinin ja poly(A):n sitojaproteiinin välisten vuorovaikutuksien takia. Molemmat proteiinit sitoutuvat eIF4G-proteiiniin ja muodostavat siten mRNA-proteiini-mRNA-sillan.[7] Rengastumisen uskotaan tukevan ribosomien kiertoa ja tehostavan translaatiota, ja ehkä myös toimivan varmistimena sille, että vain ehjät lähetti-RNA-molekyylit osallistuvat translaatioon.[8] Ehjissä lähetti-RNA-molekyyleissä on poly(A)-häntä ja 5'-cap.

Erityisesti virusten lähetti-RNA:illa tiedetään olevan myös muita rengastumismekanismeja.