Chu kỳ sống của một mRNA
ARN thông tin (tiếng Anh là messenger RNA - gọi tắt: mRNA) là ARN mã hóa và mang thông tin từ ADN (xem quá trình phiên mã) tới vị trí thực hiện tổng hợp protein
"Vòng đời" của một ARN thông tin trong tế bào sinh vật nhân chuẩn. ARN được phiên mã trong nhân tế bào; khi hoàn tất quá trình chế biến, ARN thông tin trưởng thành được vận chuyển đến tế bào chất và dịch mã nhờ ribosome. Đến một thời điểm nhất định, ARN thông tin sẽ bị phân huỷ thành các ribonucleotide.
Vòng đời của một phân tử ARN thông tin được tính từ khi bắt đầu quá trình phiên mã và kết thúc khi phân tử này bị phân huỷ bởi các RNase. Trong quá trình này, ARN thông tin có thể được chế biến, chỉnh sửa, và được vận chuyển trước khi xảy ra quá trình dịch mã. Những ARN thông tin của sinh vật nhân chuẩn thường phải trải quá nhiều quá trình chế biến và vận chuyển phức tạp hơn nhiều so với ở tế bào sinh vật nhân sơ.
Phiên mã
Bài chính: Quá trình phiên mã
Trong quá trình phiên mã, trình tự nucleotide của các gene trên ADN được sao chép lại trên phân tử ARN thông tin nhờ sự hoạt động của ARN polymerase. Quá trình này tương đối giống nhau ở cả tế bào sinh vật nhân sơ và nhân chuẩn. Điều khác biệt đáng chú ý là ở sinh vật nhân chuẩn, ARN polymerase kết hợp với một số enzyme tham gia vào quá trình chế biến ARN thông tin, điều này cho phép quá trình chế biến ARN thông tin có thể diễn ra ngay khi khởi đầu sự phiên mã. Phân tử ARN thông tin mới đầu được tạo thành có tuổi thọ ngắn, chưa được hoặc chỉ mới xử lý một phần được gọi là tiền ARN thông tin (pre-mRNA) đến khi hoàn thành quá trình chế biến thì gọi là ARN thông tin trưởng thành.
Chế biến
Việc chế biến (xử lí) ARN thông tin rất khác nhau giữa sinh vật nhân chuẩn và nhân sơ. ARN thông tin của sinh vật nhân sơ là khá hoàn chỉnh việc phiên mã và không cần chế biến gì (ngoại trừ vài trường hợp hiếm). Còn ARN thông tin của sinh vật nhân chuẩn đòi hỏi xử lí rất nhiều.
Tạo tiền ARN thông tin ở sinh vật nhân chuẩn
cộng gốc 5' là quá trình ở đó nucleotid guanin thay đổi được cộng vào đầu 5' của tiền ARN thông tin. Quá trình sửa chữa này là quan trọng cho việc phát hiện và đính kèm đúng của ARN thông tin với ribosome. Nó cũng quan trọng với quá trình ghép và vận chuyển .
Vận chuyển - là quá trình ở đó tiền ARN thông tin được sửa chữa để kéo giãn các chuỗi không mã hóa, gọi là intron; và các chuỗi protein mã hóa được gọi là exons. Tiền ARN thông tin được vận chuyển bởi nhiều đường khác nhau, cho phép một gen đơn có thể mã hóa cho nhiều protein, quá trình như vậy được gọi là vận chuyển liên tiếp . Quá trình vận chuyển thường được thực hiện bởi một ARN protein phức, được gọi là spliceosome, nhưng các phân tử ARN cũng có khả năng làm chất xúc tác cho chính quá trình vận chuyển của chúng.
Polyadenylation - là liên kết không phân cực (covalent) của một nửa polyadenylyl với một phân tử ARN. Trong các sinh vật nhân chuẩn, polyadenylation là quá trình mà ở đó phần lớn các phân tử ARN thông tin được kết thúc ở các gốc 3' của chúng . Các đầu viện trợ poly(A) trong ARN thông tin ổn định để bảo vệ nó khỏi quá trình exonucleases. Polyadenylation cũng quan trọng với quá trình kết thúc phiên mã, đưa ARN thông tin ra ngoài hạt nhân và dịch mã nó.
Polyadenylation diễn ra trong và sau quá trình phiên mã ADN vào trong ARN. Sau khi quá trình phiên mã kết thúc, vòng ARN thông tin được phân ra nhờ sự hoạt động của một endonuclease phức gắn với ARN polymerase. Vị trí phân rã được xác định bởi sự xuất hiện của các chuỗi AAUAAA gốc gần chỗ phân rã . Sau khi ARN thông tin được tách ra, 80 đến 250 adenosine còn lại được gắn vào các gốc tự do 3' tại vị trí phân rã .
Một chuỗi (khoảng vài trăm) nucleotid loại adenin được cộng vào các đầu 3' của tiền ARN thông tin nhờ sự hoạt động của một enzyme có tên là polyadenylate (polyA) polymerase . Đuôi PolyA được gắn với bản sao ở đó chứa những chuỗi đặc biệt, ký hiệu AAUAAA . Tầm quan trọng của ký hiệu AAUAAA được chứng minh bởi một sự thay đổi trong mã hóa chuỗi ADN (AATAAA), dẫn đến sự thiếu hụt của hồng cầu. Polyadenylation làm tăng quá trình phân đôi trong quá trình sao chép, vì thế các bản sao cuối cùng dài hơn trong tế bào và dẫn đến việc dịch mã nhiều hơn, tạo ra nhiều protein hơn .
