Unterschied zwischen mRNA und tRNA - Unterschied Zwischen

Unterschied zwischen mRNA und tRNA

Hauptunterschied - mRNA vs. tRNA

Messenger-RNA (mRNA) und Transfer-RNA (tRNA) sind zwei Arten von Haupt-RNAs, die bei der Proteinsynthese funktionieren. Protein-kodierende Gene im Genom werden vom RNA-Polymerase-Enzym in mRNAs transkribiert. Dieser Schritt ist der erste Schritt in der Proteinsynthese und ist als Proteincodierung bekannt. Diese Protein-kodierte mRNA wird an den Ribosomen in Polypeptidketten übersetzt. Dieser Schritt ist der zweite Schritt in der Proteinsynthese und wird als Proteindekodierung bezeichnet. Die tRNAs sind die Träger spezifischer Aminosäuren, die in der mRNA kodiert sind. Das Hauptunterschied zwischen mRNA und tRNA ist das mRNA dient als Bote zwischen Genen und Proteinen, wohingegen tRNA die angegebene Aminosäure in das Ribosom überträgt, um die Proteinsynthese durchzuführen.

Dieser Artikel erklärt,

1. Was ist mRNA?
      - Struktur, Funktion, Synthese, Abbau
2. Was ist tRNA?
       - Struktur, Funktion, Synthese, Abbau
3. Was ist der Unterschied zwischen mRNA und tRNA?


Was ist mRNA?

Die Messenger-RNA ist eine Art von RNAs, die in Zellen gefunden wird, die das Protein codieren, das Gene kodiert. Die mRNA wird als Träger der Botschaft eines Proteins in das Ribosom betrachtet, das die Proteinsynthese erleichtert. Proteincodierende Gene werden während des als "Transkription" bezeichneten Ereignisses, das im Zellkern stattfindet, von dem Enzym RNA Polymerase in mRNAs transkribiert. Das mRNA-Transkript nach der Transkription wird als primäres Transkript oder prä-mRNA bezeichnet. Das Primärtranskript der mRNA wird im Kern posttranskriptionell modifiziert. Die reife mRNA wird zur Translation in das Zytoplasma freigesetzt. Die Transkription gefolgt von der Übersetzung ist das zentrale Dogma der Molekularbiologie, wie in gezeigt Abbildung 1.


Abbildung 1: Zentrales Dogma der Molekularbiologie

mRNA-Struktur

Die mRNA ist ein lineares einzelsträngiges Molekül. Eine reife mRNA besteht aus einer kodierenden Region, untranslatierten Regionen (UTR), einer 5'-Kappe und einem 3'-Poly-A-Schwanz. Das kodierende Region mRNA enthält eine Reihe von Codons, die zu den für das Protein kodierenden Genen im Genom komplementär sind. Die kodierende Region enthält a Codon starten um die Übersetzung zu initiieren. Das Startcodon ist AUG, das das Aminosäuremethionin in der Polypeptidkette angibt. Die Codons, denen das Startcodon folgt, sind für die Bestimmung der Aminosäuresequenz der Polypeptidkette verantwortlich. Die Übersetzung endet am Stop Codon. Die Codons UAA, UAG und UGA sind für das Ende der Übersetzung verantwortlich. Abgesehen von der Bestimmung der Aminosäuresequenz des Polypeptids sind einige Regionen der kodierenden Region der Prä-mRNA auch an der Regulierung der Prä-mRNA-Prozessierung beteiligt und dienen als exonische Spleißverstärker / Silencer.

Die Regionen der mRNA, die erstens und letztere für die kodierende Region gefunden wurden, werden als bezeichnet 5 'UTR und 3' UTR, beziehungsweise. Die UTRs steuern die mRNA-Stabilität durch Variieren der Affinität für RNase-Enzyme, die die RNAs abbauen. Das mRNA-Lokalisierung wird im Zytoplasma von der 3 'UTR durchgeführt. Das Übersetzung Effizienz von mRNA wird durch die an die UTRs gebundenen Proteine ​​bestimmt. Genetische Variationen im 3'-UTR-Bereich führen zum Anfälligkeit für Krankheiten durch Veränderung der Struktur der RNA- und Protein-Translation.


2: Reife mRNA-Struktur

Die 5'-Kappe ist ein modifiziertes Nukleotid von Guanin, 7-Methylguanosin, das über eine 5'-5'-Triphosphatbindung bindet. Der 3'-Poly-A-Schwanz besteht aus mehreren hundert Adeninnukleotiden, die am 3'-Ende des mRNA-Primärtranskripts hinzugefügt werden.

Die eukaryotische mRNA bildet durch Wechselwirkung mit dem Poly-A-Bindungsprotein und dem Translationsinitiationsfaktor eIF4E eine zirkuläre Struktur. Sowohl eIF4E- als auch Poly-A-Bindungsproteine ​​binden mit dem Translationsinitiationsfaktor eIF4G. Diese Zirkulation fördert eine zeiteffiziente Translation durch Zirkulieren des Ribosoms auf dem mRNA-Kreis. Die intakten RNAs werden ebenfalls übersetzt.


3: Der mRNA-Kreis

Synthese-, Prozessierungs- und Funktions-mRNA

Die mRNA wird während des als TranskriptionDies ist der erste Schritt des Prozesses der Proteinsynthese. Das an der Transkription beteiligte Enzym ist RNA-Polymerase. Die Gene, die das Protein kodieren, werden in das mRNA-Molekül kodiert und für die Translation in das Zytoplasma exportiert. Nur die eukaryotische mRNA durchläuft die Verarbeitung, wodurch aus prä-mRNA eine reife mRNA entsteht. Während der prä-mRNA-Verarbeitung treten drei Hauptereignisse auf: 5'-Cap-Addition, 3'-Cap-Addition und Herausspleißen von Introns.

Das Hinzufügen von 5 'Kappe tritt transkriptionell auf. Die 5'-Kappe dient als Schutz vor RNasen und ist entscheidend für die Erkennung von mRNA durch Ribosomen. Das Hinzufügen von 3'-Poly-A-Schwanz / Polyadenylierung tritt unmittelbar nach der Transkription auf. Der Poly-A-Schwanz schützt die mRNA vor RNasen und fördert den Export von mRNA vom Zellkern in das Zytoplasma. Eukaryontische mRNA besteht aus Introns zwischen zwei Exons. Somit werden diese Introns während des Spleißen. Einige mRNAs werden bearbeitet, um ihre Nukleotidzusammensetzung zu ändern.

Übersetzung ist das Ereignis, bei dem die reifen mRNAs decodiert werden, um eine Aminosäurekette zu synthetisieren. Die prokaryontischen mRNAs besitzen keine posttranskriptionellen Modifikationen und werden in das Zytoplasma exportiert. Die prokaryotische Transkription findet im Zytoplasma selbst statt. Daher wird angenommen, dass die prokaryontische Transkription und die Translation gleichzeitig stattfinden, wodurch die für die Proteinsynthese benötigte Zeit reduziert wird. Die eukaryontischen reifen mRNAs werden unmittelbar nach ihrer Verarbeitung aus dem Zellkern in das Zytoplasma exportiert. Die Translation wird durch die Ribosomen erleichtert, die entweder frei im Zytoplasma schweben oder in Eukaryoten an das endoplasmatische Retikulum gebunden sind.

mRNA-Abbau

Prokaryontische mRNAs haben im Allgemeinen eine vergleichsweise lange Lebensdauer. Eukaryontische mRNAs sind jedoch von kurzer Dauer und ermöglichen die Regulation der Genexpression. Prokaryontische mRNAs werden durch verschiedene Typen von Ribonucleasen abgebaut, einschließlich Endonucleasen, 3'-Exonucleasen und 5'-Exonucleasen. RNase III baut während der RNA-Interferenz kleine RNAs ab. RNase J baut auch prokaryotische mRNA von 5 'nach 3' ab. Eukaryontische mRNAs werden nach der Translation nur durch Exosomenkomplex oder Dekapierkomplex abgebaut. Eukaryontische untranslatierte mRNAs werden durch Ribonucleasen nicht abgebaut.

Was ist tRNA?

tRNA ist der zweite RNA-Typ, der an der Proteinsynthese beteiligt ist. Die Anticodons werden einzeln von den tRNAs getragen, die zu einem bestimmten Codon auf der mRNA komplementär sind. tRNA trägt durch die Codons der mRNA bestimmte Aminosäuren in die Ribosomen. Das Ribosom erleichtert die Bildung von Peptidbindungen zwischen den vorhandenen und ankommenden Aminosäuren.

tRNA-Struktur

Die tRNA besteht aus primären, sekundären und tertiären Strukturen. Das Primärstruktur ist ein lineares Molekül der tRNA. Es ist etwa 76 bis 90 Nukleotide lang. Das Sekundärstruktur ist kleeblattförmige Struktur. Das Tertiärstruktur ist eine L-förmige 3D-Struktur. Durch die Tertiärstruktur der tRNA passt sie zum Ribosom.


4: Die mRNA-Sekundärstruktur

Die tRNA-Sekundärstruktur besteht aus a 5 'terminale Phosphatgruppe. Das 3'-Ende des Akzeptor Arm enthält das CCA-Schwanz welches an die Aminosäure gebunden ist. Die Aminosäure ist durch das Enzym Aminoacyl-tRNA-Synthetase an die 3'-Hydroxylgruppe des CCA-Schwanzes gebunden. Aminosäureladene tRNA ist als Aminoacyl-tRNA bekannt. Der CCA-Schwanz wird während der Verarbeitung von tRNA hinzugefügt. Sekundärstruktur-tRNA besteht aus vier Schleifen: D-Schleife, TΨC-Schleife, variable Schleife und das Anticodon Schleife. Die Anticodon-Schleife enthält das Anticodon, das komplementär mit dem Codon der mRNA im Inneren des Ribosoms verbunden ist. Die Sekundärstruktur der tRNA wird durch koaxiale Stapelung der Helices zu ihrer Tertiärstruktur. Die Tertiärstruktur der Aminoacyl-tRNA ist in gezeigt Abbildung 5.


5: Aminoacyl-tRNA

Funktionen von tRNA

Ein Anticodon besteht aus einem Nukleotid-Triplett, das einzeln in jedem tRNA-Molekül enthalten ist. Es ist in der Lage, eine Basenpaarung mit mehr als einem Codon-Through durchzuführen Wobble-Basenpaarung. Das erste Nukleotid des Anticodons wird durch das Inosin ersetzt.Das Inosin ist mit mehr als einem spezifischen Nukleotid im Codon zur Wasserstoffbrückenbindung fähig. Anticodon ist in der Richtung 3 'bis 5', um ein Basenpaar mit dem Codon zu bilden. Daher variiert das dritte Nukleotid des Codons im redundanten Codon, das die gleiche Aminosäure angibt. Beispielsweise kodieren die Codons GGU, GGC, GGA und GGG für die Aminosäure Glycin. Somit bringt eine einzige tRNA das Glycin für alle vier Codons. Auf der mRNA können einundsechzig verschiedene Codons identifiziert werden. Aufgrund der Wobble-Basen-Paarung sind jedoch nur einunddreißig verschiedene tRNAs als Aminosäureträger erforderlich.

Das Übersetzungsinitiationskomplex wird gebildet, indem zwei ribosomale Einheiten mit der Aminoacyl-tRNA gebildet werden. Die Aminoacyl-tRNA bindet an die A-Stelle und die Polypeptidkette bindet an die P-Stelle der großen Untereinheit des Ribosoms. Das Translationsinitiationscodon ist AUG, das die Aminosäure Methionin angibt. Die Translation erfolgt durch die Translokation des Ribosoms auf der mRNA durch Lesen der Codonsequenz. Die Polypeptidkette wächst durch Bildung von Polypeptidbindungen mit den ankommenden Aminosäuren.


Abbildung 6: Übersetzung

Neben seiner Rolle bei der Proteinsynthese spielt es auch eine Rolle bei der Regulierung der Genexpression, der Stoffwechselprozesse, der Stimulierung der reversen Transkription und der Stressreaktionen.

tRNA-Abbau

Die tRNA wird reaktiviert, indem sie nach Freisetzung ihrer ersten Aminosäure während der Translation an eine für sie spezifische zweite Aminosäure gebunden wird. Während der Qualitätskontrolle von RNA sind zwei Überwachungspfade am Abbau von hypo-modifizierten und fehlverarbeiteten prä-tRNAs und reifen tRNAs beteiligt, die keine Modifikationen aufweisen. Die zwei Wege sind nukleare Überwachungspfade und der schnelle tRNA-Zerfall (RTD). Während der Atomüberwachungspfadmiss-modifizierte oder hypo-modifizierte prä-tRNAs und reife tRNAs werden durch den TRAMP-Komplex einer 3'-Ende-Polyadenylierung unterzogen und unterliegen einem raschen Umsatz. Es wurde zuerst in der Hefe entdeckt, Saccharomyces cerevisiae. Das schneller tRNA-Zerfall (RTD) wurde zuerst in einem trm8mtrm4∆-Hefemutantenstamm beobachtet, der temperaturempfindlich ist und keine tRNA-Modifikationsenzyme aufweist. Die meisten tRNAs werden unter normalen Temperaturbedingungen korrekt gefaltet. Temperaturschwankungen führen jedoch zu hypo-modifizierten tRNAs und werden durch den RTD-Weg abgebaut. Die tRNAs, die Mutationen im Akzeptorstamm sowie den T-Stamm enthalten, werden während des RTD-Wegs abgebaut.

Unterschied zwischen mRNA und tRNA

Name

mRNA: Das m steht für Botschafter; Messenger-RNA

tRNA: Das t steht für die Übertragung; Transfer-RNA

Funktion

mRNA: Die mRNA dient als Bote zwischen Genen und Proteinen.

tRNA: Die tRNA trägt die angegebene Aminosäure in das Ribosom, um die Proteinsynthese durchzuführen.

Ort der Funktion

mRNA: Die mRNA funktioniert im Zellkern und im Zytoplasma.

tRNA: Die tRNA funktioniert im Zytoplasma.

Codon / Anticodon

mRNA: Die mRNA trägt eine Codonsequenz, die zur Codonsequenz des Gens komplementär ist.

tRNA: Die tRNA trägt ein Anticodon, das zum Codon auf der mRNA komplementär ist.

Kontinuität der Sequenz

mRNA: Die mRNA trägt eine Reihenfolge von sequentiellen Codons.

tRNA: Die tRNA trägt individuelle Anticodons.

Gestalten

mRNA: Die mRNA ist ein lineares einzelsträngiges Molekül. Manchmal bildet die mRNA die Sekundärstrukturen wie Haarnadelschleifen.

tRNA: Die tRNA ist ein L-förmiges Molekül.

Größe

mRNA: Die Größe hängt von der Größe der für das Protein kodierenden Gene ab.

tRNA: Es ist etwa 76 bis 90 Nukleotide lang.

Bindung an Aminosäuren

mRNA: Die mRNA bindet sich während der Proteinsynthese nicht mit den Aminosäuren.

tRNA: Die tRNA trägt eine spezifische Aminosäure, indem sie sich an ihren Akzeptorarm bindet.

Schicksal nach dem Funktionieren

mRNA: Die mRNA wird nach der Transkription zerstört.

tRNA: Die tRNA wird reaktiviert, indem sie nach Freisetzung ihrer ersten Aminosäure während der Translation an eine für sie spezifische zweite Aminosäure gebunden wird.

Fazit

Die Messenger-RNA und die Transfer-RNA sind zwei Arten von RNAs, die an der Proteinsynthese beteiligt sind. Beide bestehen aus vier Nukleotiden: Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C) und Thymin (T). Proteincodierende Gene werden während des als Transkription bekannten Prozesses in mRNAs codiert. Die transkribierten mRNAs werden während des als Translation bekannten Prozesses mit Hilfe von Ribosomen in eine Aminosäurekette decodiert. Die angegebene Aminosäure, die für die Entschlüsselung von mRNAs in Proteine ​​benötigt wird, wird von verschiedenen tRNAs in das Ribosom transportiert. Auf der mRNA können einundsechzig verschiedene Codons identifiziert werden. Einunddreißig verschiedene Anticodons können auf verschiedenen tRNAs identifiziert werden, die die zwanzig essentiellen Aminosäuren angeben. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen mRNA und tRNA darin, dass mRNA ein Botenstoff eines spezifischen Proteins ist, während tRNA ein Träger einer spezifischen Aminosäure ist.

Referenz:
1. "Messenger RNA". Wikipedia. N.p .: Wikimedia Foundation, 14. Februar 2017. Web. 5. März 2017.
2. "Transfer RNA". Wikipedia. N.p .: Wikimedia Foundation, 20. Februar 2017. Web. 5. März 2017.
3. „Strukturelle Biochemie / Nukleinsäure / RNA / Transfer-RNA (tRNA) - Wikibooks, offene Bücher für eine offene Welt.“ N.d. Netz. 5. März 2017
4.Megel, C. et al. "Survaillence und Spaltung von eukaryontischen tRNAs". Internationaler Journal of Molecular Sciences,. 2015, 16, 1873-1893; doi: 10.3390 / ijms16011873. Netz. Abgerufen am 6. März 2017

Bildhöflichkeit:
1. “MRNA-Interaktion” - ursprünglicher Uploader: Sverdrup in der Wikipedia auf Englisch. (Public Domain) über