MRNA

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mRNA

mRNA在真核細胞中的交互作用。 RNA在轉錄之後被創造出來；在經過剪接和加上多聚腺苷酸尾鏈之後，被運送到細胞質，然後由核糖體進行轉譯。

mRNA，為 Messenger RNA 的簡稱，或稱為信使RNA。 mRNA上帶著從DNA 轉錄來的，提供遺傳訊息要被轉譯成蛋白質所需的訊息。 mRNA在它短暫的存在中，經過了數個步驟。在轉錄的過程中，RNA聚合酶從DNA中複製出一段遺傳訊息到mRNA上。在原核生物中，mRNA並未被進一步處理(但有些罕有的特例)，而經常是在轉錄過程中，同時也進行著轉譯。在真核生物中，轉錄跟轉譯發生在細胞的不同位置(轉錄發生在儲存DNA的細胞核中，而轉譯是發生在核糖體所在的細胞質中)。而且，在真核生物中，mRNA在準備好轉譯前需要經過許多處理的步驟：

首先加上一個5'端帽 (capping)--一個經過修飾的鳥糞嘌呤被加到mRNA的5'端。這個5'端帽對於辨識與接到適當的核糖體，以及mRNA的生存是相當重要的。mRNA如果缺乏5'端帽，則很容易就被降解掉。
mRNA剪接 (RNA splicing)--mRNA前體（尚未經過修飾或是部份經過修飾的mRNA，稱作pre-messenger RNA，pre-mRNA，或是heterogeneous nuclear RNA，hnRNA）被修飾去除掉內含子 (intron)，也就是不被轉錄的區段；其餘存留著，包含能夠轉譯成蛋白質的序列，則被稱作外顯子(exon)。通常一個mRNA前體能經由數種不同的剪接方式，產生不同組態/型式的mRNA，使一段基因在不同的組織或發育過程中能經過轉錄-剪接-轉譯後產生不同型式的蛋白質，進而擁有不同的作用。這種剪接型態叫做選擇性剪接。mRNA的剪接都是由剪接體(spliceosome)所執行。除了mRNA之外，有些RNA分子也有能力催化自身的修剪，例如核酸酶會做自我切除，而I或II型外顯子在特殊環境下可以不籍由蛋白質酵素的作用而進行剪接。
加上多聚腺苷酸尾鏈(polyadenylation)--藉由酵素poly(A)+ polymerase，在mRNA前體的3'端上加上了一段數個腺嘌呤序列(通常是數百個)，(這項修飾並不會出現在原核生物中)。這段多腺嘌呤尾在轉錄的時候，會因為mRNA上一段特殊的訊息，AAUAAA，而在mRNA後方特定位置上加上多聚腺苷酸尾鏈。這段AAUAAA訊號的重要性可以從以下這個例子看出：當要轉錄時，DNA分子上的AATAAA片段如果產生突變，將會導致某些血紅素缺陷(see Higgins et al. Nature. 1983 Nov 24-30;306(5941):398-400)
單一核苷酸修飾(RNA editing)--有些mRNA的形成過程中會在特殊的核苷酸上進行修飾，如加上甲基或醇基。而這種修飾會改變tRNA對mRNA上密碼子的識別，更可能改變了蛋白質上胺基酸的組成。

多聚腺苷酸化能增加轉錄的半生期，使得在細胞中的存在時間能延長得久一些，因此能再轉譯出更多的蛋白質。

在mRNA被修飾過之後，mRNA就被送出細胞核到細胞質中，然後由核糖體結合在其上，並開始轉譯成蛋白質。在經過一段時間之後，mRNA就會被一系列的RNases降解成核苷酸。

信使RNA在被修飾過之後，並可準備進行轉譯，則被稱作"mature transcript"或是「成熟的mRNA」。

[编辑] 未翻譯區/非翻譯區

在RNA啟始密碼子之前，與終止密碼子之後，各有一段未翻譯區。這些區段是來自轉錄模板DNA，被稱作5'UTR與3'UTR，(5'與3'未翻譯區，因為DNA與RNA分子都是由5'端到3'端，也就是說這些區域是在RNA分子的兩端) 是屬於不轉譯出蛋白質的序列。然而，這些區域的重要性在於它們的序列有可能藉由這些區域與不同的RNA結合蛋白(RNA-binding protein)結合，進而改變在細胞中的位置、決定mRNA的穩定性/半生期以及對細胞受到刺激時的反應而生的轉譯調控。這些都是與細胞調控本身的活性有關。

在UTRs上的某些蛋白質複合物不僅能影響RNA的穩定度，也能促進轉譯效率或是抑制轉譯，這全是依據位在UTRs上的序列。

一些包含在UTRs的有功能的序列，常能形成一些有特性的二級結構。這些造成二級結構也牽扯到調節mRNA本身。某些序列，像是SECIS, 是蛋白質結合區。其中一類的mRNA元素，riboswitches，能直接結合上小分子，改變了mRNA自身的摺疊結構，也影響了轉錄或是轉譯作用。換句話說，mRNA分子可以進行自我調控。

[编辑] 反義RNA (anti-sense RNA)

在許多真核生物中，當反義RNA上的鹼基與基因的某段mRNA互補時，反義RNA可以抑制轉譯。反義RNA存在於細胞中之時，其互補的那段基因就不會合成蛋白質。這也許是一種對抗retrotransposons或病毒複制的一種機制(retrotransposons是以雙股RNA作中介狀態的transposons)，因為這兩者都能使用雙股的mRNA(dsRNA：double strand RNA)當中介物。在生物化學的研究中，藉由使用一段反義mRNA使得相對的那段基因無法作用 (RNAi，RNA干擾)，這種方法已經被使用了來研究基因的功能，像是利用RNAi，幾乎已經研究完了線蟲C. elegans中所有基因的作用。