mRNA

mRNA er den vanligste formen for RNA. mRNA er enkelttrådet og består av små byggesteiner (bokstaver i figuren). Den øverste figuren er en forenklet utgave av den nederste, hvor bokstavene er erstattet med staver.

mRNA
Av /BioRender.
Lisens: CC BY NC SA 3.0

Artikkelstart

En mRNA er en kopi av et gen som inneholder instruksjoner til å lage et protein. mRNA fungerer som en budbringer av informasjonen som ligger i genene ut til der proteinene lages i cellen, og kalles derfor også budbringer-RNA (m står for det engelske ordet messenger). Mens genene består av DNA, er mRNA en type RNA. mRNA er den vanligste typen RNA, og som alle typer RNA er mRNA enkelttrådet.

Faktaboks

Etymologi

forkortelse for engelsk messenger ribonucleic acid, 'budbringer-ribonukleinsyre'

Også kjent som

budbringer-RNA

Det lages mRNA i alle celler i alle organismer hele tiden. Denne prosessen kalles transkripsjon. mRNA er en av de viktigste bestanddelene i cellen. Cellen oversetter mRNA'ene til strenger med aminosyrer (translasjon), som til slutt blir kveilet opp til proteiner. Hele prosessen fra gen til mRNA til protein kalles genuttrykk og gjør at informasjonen i genene blir til alle proteinene et individ trenger. mRNA-trådene er kortvarige og brytes raskt ned i cellen etter bruk eller dersom det lages for mange av dem.

mRNA har en bestemt struktur som skiller den fra andre typer RNA, og som gjør at cellens apparat vet at disse RNA-trådene skal brukes til proteinproduksjon.

mRNA er budbringere av informasjonen som ligger i genene. Et gen, som består av DNA, blir kopiert til en mRNA-tråd, som består av RNA. mRNA-tråden blir så brukt til å lage en kjede av aminosyrer som blir kveilet opp til et protein. Mens DNA er dobbelttrådet er mRNA enkelttrådet. Bokstavene i både DNA- og RNA-tråden representerer byggesteinene som de to trådene er bygget opp av (kalles nukleotider).

Fra DNA til mRNA til protein

mRNA er kopier av gener på DNA-tråden. mRNA er en av de viktigste bestanddelene i alle celler i alle organismer. Disse kopiene blir til slutt til alle egenskapene en organisme har. DNA er dobbelt-trådet og organisert i kromosomer, men når mRNA skal lages må DNA dobbelt-tråden åpnes slik at genene kan leses av. Denne prosessen kalles transkripsjon.

Eksakt hvilke mRNA som lages til enhver tid avhenger av hva cellen og hva slags type celle det er. Selve prosessen kalles transkripsjon. En muskelcelle vil trenge andre proteiner enn det en blodcelle eller tarmcelle trenger, selv om en del proteiner også vil være felles for alle celler. Regulseringen av hvilke gener som til enhver tid må slås av eller på kalles genregulering. Når mRNA-trådene brukes videre til å lage proteiner, kalles det translasjon.

Transkripsjon

Når cellen leser av informasjonen i genene som ligger på kromosomene og lager en mRNA-tråd, heter det transkripsjon. Først må de to trådene som DNA består av skilles slik at den ene tråden kan brukes som mal. Deretter blir mRNA-tråden laget ved å hekte sammen små byggesteiner kalt ribonukleotider.

Rekkefølge på byggesteinene tilsvarer rekkefølgen i den ene DNA-tråden, slik at mRNA-tråden blir en slags kopi av malen. Den tråden i DNA-et som brukes som mal, kalles antisense-DNA-tråd. Den andre DNA-tråden vil ha en baserekkefølge som blir identisk med mRNA, og kalles derfor sense-DNA.

Alle RNA-tråder, inkludert mRNA, lages ved hjelp av et enzym (en katalysator i cellen) som kalles RNA polymerase. Dette enzymet fester seg på den ene av de to trådene i DNA-heliksen og bruker denne tråden som mal til å lage en mRNA-kopi.

Translasjon

RNAs roller i produksjonen av proteiner
Lisens: CC BY NC SA 3.0

Når informasjonen i mRNA-tråden brukes videre til å lage proteiner, heter det translasjon. Informasjonen som ligger i mRNA-tråden og som opprinnelig stammer fra genene, er en kode som kalles den genetiske koden. I translasjonen blir mRNA-tråden dekodet etter bestemte regler som ligger i den genetiske koden. Tre og tre byggesteiner koder for en aminosyre (se figur øverst i artikkelen og til høyre for teksten).

Produksjonen av proteiner foregår på små produksjonseneheter i cellen kalt ribosomer. Én mRNA-tråd kan lage flere proteiner på en gang. Det gjør den ved å feste til seg flere enn ett ribosom samtidig.

En mRNA-tråd kan ha flere ribosomer festet til seg og lage mange proteiner på en gang. Ribosomene beveger seg bortover på mRNA-tråden og legger til nye aminosyrer (fargete sirkler) etter hvert som den leser av bokstavene i tråden. Avstanden mellom ribosomene og størrelsen på aminosyrene er ikke reelle og er kun for illustrasjon.
En mRNA-tråd som lager flere proteiner samtidig.
Av /BioRender.
Lisens: CC BY NC SA 3.0

mRNA i ulike organismer

I eukaryote celler (som menneskeceller) må mRNA-molekylene først bearbeides før de brukes til proteinsyntese. Slik bearbeiding skjer ikke i prokaryote celler (som bakterier). Det henger sammen med at eukaryote celler har kjerne, det vil si at DNA og mRNA-syntese er fysisk atskilt fra ribosomene (hvor proteinsyntesen skjer) ved hjelp av et kjernehylster, mens bakteriene ikke har kjerne.

Prokaryoter organismer

Når en mRNA-tråd er laget ferdig i prokaryote organismer som bakterier, er den klar til å brukes i produksjon av proteiner. Siden disse organismene ikke har cellekjerne trenger heller ikke mRNA-tråden å transporteres noe sted – både transkripsjon av mRNA-tråder og proteinproduksjon kan foregå hvor som helst i cellen.

Disse organismene har kun én type RNA polymerase ( i motsetning til eukaryote som har 3 typer – se avsnittet under).

Antall byggesteiner som kan legges til en voksende mRNA-tråd i prokaryote organismer er 70 per sekund.

Eukaryote organismer

I eukaryote organismer (dyr, planter, sopp) lage mRNA-tråden inne i kjernen i cellen. Før den kan transporteres ut av cellekjernen må den bearbeides, eller modifiseres. Dette kalles RNA prosessering.

RNA prosessering består av tre trinn:

  1. Et lokk festes til den ene enden. Dette gjør at ribosomet kjenner igjen mRNA-tråden og binder seg til den for å starte produksjone av proteinet.
  2. En hale festes til den andre enden. Denne halen består av mange byggesteiner med basen A (adenin) – opp til 200 stykker. Kalles poly (mange)-A-hale. Se illustrasjon øverst i artikkelen.
  3. Noen deler av mRNA-tråden fjernes. De segmentene som tas ut kalles intron. De segmentene som blir igjen kalles ekson og blir satt sammen igjen (spleiset sammen) til én sammenhengende tråd. Denne prosessen kalles RNA spleising. Antall intron en RNA-tråd har – som må fjernes – varierer fra gen til gen. Også størrelsen på de ulike intronene varierer.

Når mRNA-trådem er ferdig bearbeidet blir den fraktet ut av cellekjernen til rommet utenfor som kalles cytoplasma. Her fester mRNA-tråden seg til et ribosom og starter produksjonen av proteinet det opprinnelige genet koder for.

Proteinsyntesen starter i cellekjernen, hvor genet (oppskriften på proteinet) kopieres fra DNA til mRNA (budbringer-RNA). Den ferdige mRNA-tråden går fra cellekjernen og ut i cellens cytoplasma. mRNA-tråden fester seg til et ribosom. Her kjedes aminosyrer sammen til et protein. Rekkefølgen av aminosyrer bestemmes av oppskriften i mRNA. Det er tRNA (transfer-RNA) som henter aminosyrer til ribosomet. Hver bit med tRNA gjenkjenner en bestemt triplett på mRNA og binder seg til den aminosyren som hører til denne tripletten. Dermed festes aminosyrene på riktig sted langs kjeden.

Proteinsyntesen
Av /NTB scanpix.

Analyser av mRNA i laboratoriet

Dersom man ønsker å undersøke aktiviteten til ett eller flere gener kan man måle mengden mRNA som kommer fra det genet i en celle, et organ eller et helt individ. Dette kalles studier av genuttrykk.

Dersom man analyserer den totale mengden RNA, inkludert alt mRNA, kaller man resultatet et transkriptom.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg