プリンキピア

第15章遺伝子とタンパク質

15.4 RNA Processing in Eukaryotes15.4　真核生物におけるRNAの加工

Learning Objectives学習目標

By the end of this section, you will be able to do the following:
この節を学ぶと、次のことができるようになる。
  • Describe the different steps in RNA processing
    RNA加工の各段階を説明する。
  • Understand the significance of exons, introns, and splicing for mRNAs
    mRNAにとっての、エクソン、イントロン、スプライシングの意義を理解する。
  • Explain how tRNAs and rRNAs are processed
    tRNAとrRNAがどのように加工されるかを説明する。
After transcription, eukaryotic pre-mRNAs must undergo several processing steps before they can be translated. Eukaryotic (and prokaryotic) tRNAs and rRNAs also undergo processing before they can function as components in the protein-synthesis machinery.
英語のヒント
転写後、真核生物のpre-mRNAは、翻訳される前にいくつかの加工段階を経なければならない。真核生物と原核生物のtRNAやrRNAも、タンパク質合成装置の構成要素として働けるようになる前に、加工を受ける。

mRNA ProcessingmRNAの加工

The eukaryotic pre-mRNA undergoes extensive processing before it is ready to be translated. Eukaryotic protein-coding sequences are not continuous, as they are in prokaryotes. The coding sequences (exons) are interrupted by noncoding introns, which must be removed to make a translatable mRNA. The additional steps involved in eukaryotic mRNA maturation also create a molecule with a much longer half-life than a prokaryotic mRNA. Eukaryotic mRNAs last for several hours, whereas the typical E. coli mRNA lasts no more than five seconds.
英語のヒント
真核生物のpre-mRNAは、翻訳できる状態になるまでに大幅な加工を受ける。真核生物のタンパク質コード配列は、原核生物のようには連続していない。コード配列であるエクソンは、コードしないイントロンによって分断されている。翻訳可能なmRNAを作るには、イントロンを取り除かなければならない。真核生物のmRNAの成熟に加わる段階によって、原核生物のmRNAよりはるかに半減期の長い分子も作られる。真核生物のmRNAは数時間存続するが、典型的な大腸菌のmRNAは5秒以下しか存続しない。
Pre-mRNAs are first coated in RNA-stabilizing proteins; these protect the pre-mRNA from degradation while it is processed and exported out of the nucleus. The three most important steps of pre-mRNA processing are the addition of stabilizing and signaling factors at the 5' and 3' ends of the molecule, and the removal of the introns (Figure 15.11). In rare cases, the mRNA transcript can be “edited” after it is transcribed.
英語のヒント
pre-mRNAは、まずRNAを安定化するタンパク質で覆われる。これらは、pre-mRNAが加工され、核外へ運ばれる間、分解から保護する。pre-mRNAの加工で最も重要な3つの段階は、分子の5′末端と3′末端への、安定化とシグナルのための因子の付加、およびイントロンの除去である（図15.11）。まれには、転写後のmRNA転写産物が「編集」されることもある。
pre-mRNAの加工を示す。一次RNA転写産物には、左からエクソン1、イントロン、エクソン2、イントロン、エクソン3と表示された領域がある。イントロンが切り取られ、エクソンどうしがつながってmRNAとなる。RNA加工後のスプライシングされたRNAには、左から5′キャップ、5′非翻訳領域、エクソン1、エクソン2、エクソン3、3′非翻訳領域、ポリAテールがある。5′非翻訳領域はエクソン1から独立しているのではなく、その冒頭部分である。3′非翻訳領域もエクソン3とは独立しておらず、その末尾部分である。

OpenStax, Rice University; Biology 2e. Credit: Rao, A., Ryan, K. Fletcher, S. and Tag, A. Department of Biology, Texas A&M University. · CC BY 4.0 · Source出典

Figure 15.11図 15.11
Eukaryotic pre-mRNA processing. In addition to 5’ Cap and 3’ Poly-A Tail addition, introns must be precisely removed and exons joined to generate a functional mRNA. Nucleotides upstream (towards the 5’cap) of the translation START codon are part of the 5’ untranslated region (5’ UTR). Nucleotides downstream (towards 3’end) of the STOP codon form the 3’ UTR. Both 5’ and 3’ UTRs are important for regulating translation initiation and mRNA stability. Credit: Rao, A., Ryan, K. Fletcher, S. and Tag, A. Department of Biology, Texas A&M University.
英語のヒント
真核生物のpre-mRNAの加工。機能するmRNAを作るには、5′キャップと3′ポリAテールの付加に加え、イントロンを正確に取り除き、エクソンをつながなければならない。翻訳開始コドンより上流（5′キャップ側）のヌクレオチドは、5′非翻訳領域（5′ UTR）の一部である。終止コドンより下流（3′末端側）のヌクレオチドは、3′ UTRを形成する。5′ UTRと3′ UTRは、どちらも翻訳開始とmRNAの安定性の調節に重要である。クレジット：Rao, A., Ryan, K., Fletcher, S. and Tag, A.、テキサスA&M大学生物学科。