2) пре-мРНК (+)
3) белок
4) ДНК
В контексте экспрессии белок-кодирующего гена у эукариот непосредственным продуктом транскрипции является пре-мРНК, или первичный транскрипт. Ее синтезирует РНК-полимераза II на матричной цепи ДНК в направлении 5′→3′; последовательность пре-мРНК комплементарна матричной цепи и почти совпадает с кодирующей цепью ДНК, за исключением замены тимина на урацил. На этом этапе молекула еще содержит экзоны и интроны и не готова к полноценной трансляции.
Зрелая мРНК формируется позднее, в процессе посттранскрипционной обработки. Она включает присоединение 5′-кэпа, удаление интронов и сшивание экзонов посредством сплайсосомы, а также обычно добавление 3′-полиаденилатной последовательности. Поэтому выбор пре-мРНК отражает непосредственный результат транскрипции, тогда как белок образуется уже при трансляции на рибосомах. Рибосомные и транспортные РНК также синтезируются транскрипцией, но для белок-кодирующего гена рассматривается именно первичный транскрипт мРНК.
| Процесс | Основной фермент или комплекс | Непосредственный продукт | Ключевой признак |
|---|---|---|---|
| Транскрипция гена мРНК | РНК-полимераза II | Пре-мРНК | Первичный РНК-транскрипт содержит экзоны и интроны |
| 5′-кэпирование | Ферменты кэп-синтеза | Пре-мРНК с 5′-кэпом | Повышает стабильность РНК и участвует в инициации трансляции |
| Сплайсинг | Сплайсосома | Соединенные экзоны | Интроны удаляются, возможно альтернативное формирование изоформ мРНК |
| Полиаденилирование | Поли(А)-полимераза | Молекула с 3′-поли(А)-хвостом | Участвует в стабилизации мРНК, ее экспорте и эффективности трансляции |
| Трансляция | Рибосома, тРНК, факторы трансляции | Полипептид | Информация зрелой мРНК преобразуется в аминокислотную последовательность |
| Репликация | ДНК-полимераза | Дочерняя молекула ДНК | Копируется ДНК, а не синтезируется РНК или белок |
Нарушения сплайсинга, кэпирования или полиаденилирования могут приводить к образованию аномальной мРНК и наследственным заболеваниям. Альтернативный сплайсинг увеличивает разнообразие белковых изоформ без изменения числа генов. У прокариот транскрипция и трансляция пространственно и временно тесно связаны, а первичный транскрипт некоторых генов может практически сразу использоваться как мРНК. Однако для эукариотической клетки правильной последовательностью является: транскрипция — пре-мРНК, процессинг — зрелая мРНК, трансляция — белок.