Cap (genetyka)
Z Wikipedii
Kap lub czapeczka (ang. cap) – charakterystyczna dla Eukaryota modyfikacja występująca na końcu 5' informacyjnych RNA (mRNA), a także małych jądrowych RNA (snRNA). Struktura kapu składa się z nietypowego nukleozydu - 7-metyloguanozyny - przyłączonej, również nietypowym dla kwasów nukleinowych, wiązaniem 5', 5'- trifosforanowym do końca 5' łańcucha mRNA.
- Jeśli opisana powyżej struktura kapu nie posiada żadnych dodatkowych modyfikacji to nazywana jest "Kapem 0" lub "Czapeczką typu 0". Kap 0 występuje głównie u niższych Eukaryota i u roślin.
- U organizmów wyższych występują także dodatkowe modyfikacje struktury kapu. Najczęściej spotykanymi są metylacja grupy hydroksylowej w pozycji 2' rybozy w obrębie pierwszego ("kap 1") lub dwóch kolejnych ("kap 2") nukleozydów w łańcuchu mRNA. Kap 2 występuje m.in. u człowieka.
- u niektórych małych jądrowych RNA snRNA oraz u nicienia Caenorhabditis elegans występuje tzw. trimetyloguanozyno kap, TMG kap (ang. trimethyl guanosine cap), w którym 7-metyloguanozyna jest dodatkowo podwójnie zmetylowana na azocie grupy aminowej w pozycji 2.
- Najbaradziej zmodyfikowaną z odkrytych, jak dotąd, struktur kapu jest kap znaleziony u pierwotniaka Leishmania - pasożyta wywołującego u ludzi groźne choroby leiszmaniozy. W kapie z Leishmania zmetylowane w pozycji 2' są aż cztery pierwsze nukleozydy łańcucha mRNA a dwa z nich są także dodatkowo zmetylowane w obrebie zasady azotowej. Z tego względu kap ten nazwano "kapem 4".
Niezwykłość czapeczki polega również na tym, że jest ona syntetyzowana "od tyłu" tzn. jest dołączana do końca 5' cząsteczki mRNA a nie do końca 3' jak w przypadku syntezy podczas transkrypcji.
- Najpierw enzym transferaza guanylinowa przenosi resztę guanylową z GTP na koniec 5' RNA. Powstaje w rezultacie wiązanie 5'-5' trifosforanowe. Pomiędzy resztami rybozy znajdują się trzy reszty fosforanowe, z których jedna pochodzi od GTP, a dwie z RNA.
- Następnie metylotransferaza guaninowa przenosi resztę metylową na azot w pozycji 7 guaniny.
- Podczas syntezy kapu 1 dodatkowo metylacji ulega grupa 2' - hydroksylowa rybozy w pierwszym nukleotydzie pochodzącym z łańcucha mRNA.
- W przypadku "Czapeczki typu 2" metylacja obejmuje również grupę 2' - hydroksylową drugiego nukleotydu.
Uważa się, że struktura kapu ma na celu ochronę mRNA przed nukleazami. Zabezpiecza ona mRNA przed degradacją przez niektóre enzymy, przyczyniając się (przynajmniej częściowo) do większej stabilności cząsteczki w komórkach eukariotycznych w porównaniu z komórkami prokariotycznymi, gdzie takie modyfikacje nie mają miejsca, a mRNA jest bardzo nietrwały. Przykładowo u eukariontów okres półtrwania mRNA wynosi od 30 minut do 24 godzin, natomiast u bakterii tylko 2 minuty. Ponadto czapeczka umożliwia rozpoznawanie mRNA przez rybosomy i rozpoczęcie translacji. Wyjątkiem są transkrypty posiadające sekwencję IRES (wewnętrzne miejsce wejścia rybosomu, ang. internal ribosome entry site), których translacja jest niezależna od czapeczki. Czapeczka jest również potrzebna do hamowania translacji w procesie interferencji RNA.
