Mutation, die das Stoppcodon verliert

Jemand hat dies in meiner Klasse gefragt und meine Lehrerin war sich bei ihrer Antwort nicht sicher. Weiß niemand, was bei der Proteinsynthese passiert, wenn eine Mutation dazu führt, dass mRNA kein Stoppcodon besitzt? Würde das Protein irgendwann aufhören? Würde es weiter in die Poly-A-Kette codieren und ein Bündel Phenylalanin einfügen?

Antworten (3)

Nein, das wird nicht passieren. mRNAs werden im Zellkern untersucht, bevor sie in das Zytoplasma exportiert werden (zumindest bei Eukaryoten), wo Transkription und Translation nicht am selben Ort stattfinden. Dadurch wird sichergestellt, dass keine mRNAs ohne Stoppcodons oder vorzeitige Stoppcodons exportiert werden. Dieses Phänomen wird als „ mRNA-Überwachung “ bezeichnet. mRNAs, die diese Qualitätsprüfung nicht bestehen, werden abgebaut. Siehe die Wiki-Referenz für einige grundlegende Informationen und die Referenzen unten für mehr.

Verweise:

  1. Process or perish: Qualitätskontrolle in der mRNA-Biogenese.
  2. Das Exosom und die RNA-Qualitätskontrolle im Zellkern
  3. Eine falsche 3′-UTR fördert eine fehlerhafte Terminierung und löst einen Nonsense-vermittelten mRNA-Zerfall aus
Sie können eine Anmerkung zum Non-Stop-vermittelten Zerfallsmechanismus hinzufügen
@WYSIWYG Du meinst, wie die RNA entfernt wird? Das kann ich später machen.
Technisch gesehen findet NMD im eukaryotischen Zytoplasma statt, weil dort die Ribosomen mRNAs übersetzen, die „frühe“ Terminationscodons enthalten. Die vom OP beschriebene Situation, in der das Wildtyp-Stoppcodon zu einem Codon mutiert wird, das von einer geladenen tRNA erkannt wird, führt nur zu einem etwas längeren Protein mit einem zusätzlichen Tag am C-Terminus. Eine normale 3'-UTR enthält zusätzliche Stoppcodons in allen Frames – auf zufälliger Basis. Dies (die zusätzlichen aa, Reste) tritt auch in Zellen auf, die eine Suppressor-tRNA exprimieren, die aktivierte aa wird stattdessen eingefügt und das Protein wird länger sein.
@mdperry Ich spreche nicht von NMD (Nonsense Mediated Decay). Es gibt einen weiteren Mechanismus namens Nonstop Decay. Ja, ich stimme zu, dass das Protein in diesem Fall länger sein wird. Dies wird erkannt und die fehlerhaften Produkte werden aussortiert.
Abstimmen. Es kommt offensichtlich vor, siehe die Antwort unten.

Ja du hast Recht. Diese mRNAs, denen das Stoppcodon fehlt, bewirken, dass die Translation in den Poly-A-Schwanz fortgesetzt wird (es führt zur Addition von Lysinen und nicht von Phenylalanin). Da kein Stoppcodon vorhanden ist, bleibt das Ribosom an der mRNA befestigt. Unter diesen Umständen wird ein Weg aktiviert, der als Non-Stop-Zerfall bekannt ist.

Ein wichtiges Protein in diesem Weg – Ski7 erkennt ein ins Stocken geratenes Ribosom und leitet den Zerfallsprozess sowohl für das Peptid als auch für die mRNA ein. Es wurde gezeigt, dass der Poly-Lysin-Schwanz des Peptids den Peptidzerfallsprozess beschleunigt.

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Auch bei Prokaryoten führen die Non-Stop-Mutationen dazu, dass das Ribosom durch das Stop-Codon läuft und schließlich stehen bleibt. Es gibt jedoch keine Poly-A-Schwänze, und der Wiederherstellungsweg der Ribosomen unterscheidet sich von dem von Eukaryoten. Eine RNA namens tmRNA (ein Hybrid aus tRNA und mRNA) bindet mit ihrer tRNA-ähnlichen Domäne an die A-Stelle. Dann erfolgt die Translation durch die mRNA-Domäne der tmRNA (dies wird als Trans-Translation bezeichnet), was eine Anfügung eines Peptid-Tags (das wie ein Abbausignal wirkt) an das blockierte Polypeptid bewirkt und schließlich zur Freisetzung des Ribosoms führt, wenn das Stoppcodon erreicht ist .

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Verweise:

Verfall ohne Ende :
            Klauer und van Hoof. Abbau von mRNAs ohne Stoppcodon: Ein Jahrzehnt des ununterbrochenen Fortschritts . Wiley Interdiscip Rev RNA . 2012 Sep-Okt; 3(5): 649–660.

tmRNA :
            Jannsen und Hayes. Das tmRNA-Ribosomen-Rescue-System . Adv Protein Chem Struct Biol. 2012; 86: 151–191.

Dies ist meiner Meinung nach die beste Antwort, da einige mRNA offensichtlich der nuklearen Überwachung entgehen (oder diese Wege nicht existieren würden) und die Frage speziell fragt, was während der Proteinsynthese passiert. Vielleicht ist es auch erwähnenswert, tmRNA zu erwähnen, da wir Eukaryoten nicht die einzigen Organismen da draußen sind (es ist auch ein ausgeklügelter Mechanismus, um gleichzeitig das abweichende Protein für den Abbau anzuvisieren und gleichzeitig das ins Stocken geratene Ribosom zu retten).
@canadianer danke für den Hinweis. Hinzugefügt :)

Tatsächlich kommt es selten vor, dass eine Stop-Codon-Mutation eine Translation der polyA-Sequenz in Säugerzellen verursacht, da Sie stromabwärts ein anderes Stop-Codon im Leserahmen finden. Und einige Stop-Codon-Mutationen produzieren das Protein immer noch stabil ( 1 ).

Wie WYSIWYG jedoch erwähnt, würden mRNAs in Abwesenheit eines alternativen Stoppcodons im Leseraster abgebaut werden. Es wird auch Non-Stop-Zerfall genannt ( 2 ). Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob dieser Satz populär wird.

Mutation, die das Stoppcodon verliert
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