Polyadenylační je přidání poly (A) konec , sled mnoha ribonukleotidů typu adenosin (A) na ‚konci 3 mRNA . U eukaryot se tento krok odehrává v jádru , během jeho zrání (ko-transkripční syntéza), když ještě nebyl podroben sestřihu . Jeho velikost může dosáhnout kolem 250 nukleotidů u mnohobuněčných eukaryot a kolem 50 u kvasinek. Drtivá většina messengerových RNA je polyadenylovaná, stejně jako některé nekódující RNA . Existují některé významné výjimky, například virové mRNA a histonové mRNA . V bakteriích je polyadenylace signálem umožňujícím modulovat stabilitu RNA.
Polyadenylace se provádí specifickým enzymem, poly (A) polymerázou , která používá ATP jako substrát k prodloužení 3 'konce RNA. Tato syntéza se provádí bez použití templátové DNA, přičemž poly (A) sekvence není kódována v genomu . V eukaryotech je tento proces probíhá na konci transkripce pomocí RNA polymerázy II, na úrovni specifického signálu na RNA, která se nachází v nekódované části, polyadenylační sekvence AAUAAA. Tento proces vyžaduje řadu dalších faktorů, jako je komplex CPSF ( faktor štěpení / polyadenylační specificity ), který se váže na signál AAUAAA a štěpí messenger RNA v místě, kde začíná polyadenylace.
Polyadenylace probíhá primárně v jádru před exportem do cytoplazmy . Poly (A) ocas pak má tendenci se zkrátit působením nukleáz . Krátké poly (A) ocasní RNA jsou méně translatované a jsou nakonec degradovány . U určitých buněčných typů byla prokázána cytoplazmatická polyadenylace, která umožňuje za určitých podmínek reaktivovat translaci určitých mediátorových RNA. K tomu dochází zejména v zárodečné linii mateřských mRNA, jejichž transkripce se znovu aktivuje po oplodnění a někdy pouze po několika buněčných děleních. Zdá se, že tento proces hraje důležitou roli v raných fázích embryonálního vývoje.
Cytoplazmatická polyadenylace zahrnuje faktor CPSF a může zahrnovat buď stejnou poly (A) polymerázu jako v jádře, nebo jiný podobný enzym. Zasahuje například do aktivace translace genů s mateřským účinkem , během oplodnění nebo oogeneze.
Polyadenylace hraje několik důležitých rolí v různých fázích života poselské RNA. Podílí se zejména na ochraně proti degradaci, nukleo-cytoplazmatickému transportu , to znamená průchodu mRNA z jádra do cytoplazmy, a nakonec na náboru ribozomu, aby se umožnila jeho translace na protein.
Přidání poly (A) ocasu je jedním z kroků potřebných pro export mRNA z jaderného kompartmentu do cytoplazmy. Přidání poly (A) ocasu působí jako kontrolní bod umožňující eliminaci suboptimálního mRNP a mRNP (mRNP je částice ribonukleoproteinu obsahující mRNA asociovanou s proteiny umožňující její stabilizaci, její export do cytoplazmy a / nebo její translaci). Takže mRNP obsahující hypo- nebo hyperadenylovanou mRNA budou zachovány na úrovni transkripčního místa, rozloženy a mRNA bude degradována mechanismy kontroly kvality.
Polyadenylace se také podílí na excizi posledního intronu a hraje roli ve stabilitě mRNA. Ve skutečnosti poly (A) ocas moduluje degradaci mRNA v cytosolu: bude ještě méně degradován, čím delší bude jeho poly (A) ocas. Poly (A) mRNA s dlouhým ocasem (jako je mRNA hemoglobinu v erytrocytech ) bude tedy málo degradována, a proto bude hodně translatována, což umožňuje udržitelnou produkci odpovídajícího proteinu. Naopak, mRNA histonů, které vůbec nemají poly (A) ocas, jsou velmi rychle degradovány, což umožňuje rychlou modulaci histonové exprese během buněčných cyklů, protože neexistuje žádná setrvačnost translace mRNA, která by přetrvávala.
Při translaci je nutná polyadenylace, aby se umožnil nábor ribozomu, a tedy účinná iniciace translace (viz níže).
V cytoplazmě se 3 'poly (A) sekvence mRNA váže na specifický protein: PABP nebo protein vázající poly (A) . PABP zase interaguje s iniciačním faktorem eIF4, který je spojen s 5 'koncem stejné mRNA, přes čepičku . Tak mRNA tvoří pseudokruhy. Tato interakce poly (A) / cap je nezbytná pro translaci a nábor ribozomu : efektivně jsou překládáni pouze limitovaní a polyadenylovaní poslové.
Na rozdíl od všeobecného přesvědčení je u bakterií pozorována také 3 'polyadenylace RNA. První poly (A) polymeráza, která byla čištěna, je také bakterie Escherichia coli . Na rozdíl od toho, co je pozorováno u eukaryot, kde hraje stabilizační roli (viz výše), polyadenylace podporuje degradaci takto modifikovaných RNA. Jedná se o specializovaný enzymatický aparát, degradosom, který je zodpovědný za degradaci polyadenylovaných mRNA.
Existence polyadenylace na 3 'konci messengerových RNA je pro biology velmi zajímavým nástrojem. Umožňuje zejména čištění mRNA všech buněčných RNA pomocí poly (T) řetězců roubovaných DNA (oligo-dT) na pevný podklad ( chromatografická pryskyřice , magnetické kuličky). Poly (T) DNA se páruje s poly (A) ocasem a tvoří páry A-T, polyadenylované RNA se tak udrží na pevném nosiči. Promytím nosiče se odstraní další buněčné složky a mRNA se nakonec mohou získat za denaturačních podmínek .
Související použití poly (A) ocasu mRNA je použití poly (T) DNA řetězce jako primeru pro polymeraci komplementárního řetězce DNA reverzní transkriptázou . 3 'lokalizace messengerové RNA tak umožňuje kopírovat celé vlákno messengerové RNA proti proudu do DNA. Tato metoda je prvním krokem v syntéze komplementární DNA .