Tudung lima-prima

Dalam biologi molekuler, tudung lima-prima (tudung 5′) adalah nukleotida yang dimodifikasi secara khusus pada ujung 5′ dari beberapa transkrip primer, seperti prekursor RNA duta (mRNA). Proses ini, yang disebut penudungan mRNA, diregulasi dengan ketat dan memiliki peran penting dalam pembentukan mRNA yang stabil dan matang. mRNA yang telah ditudungi ini kemudian dapat menjalani proses translasi untuk sintesis protein. mRNA mitokondrial dan mRNA kloroplas tidak memiliki tudung lima-prima.

 Struktur 
pra=https://en.wikipedia.org/wiki/File:5'_cap_structure.png|jmpl|Struktur tudung 5'.
pra=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Ribose_Structure_2.svg|jmpl|Struktur ribosa yang menunjukkan posisi dari ujung karbon 2', 3', dan 5'.
Pada eukariota, ujung 5' (tudung-0) dapat ditemukan pada ujung 5' dari sebuah molekul mRNA. Ujung 5' terdiri dari guanina yang terhubung ke mRNA dengan ikatan trifosfat yang tidak biasa, yaitu ikatan 5′ ke 5′. Guanosina ini dimetilasi pada posisi 7 setelah penudungan secara in vivo melalui metiltransferase. Modifikasi ini dikenal sebagai tudung 7-metilguanosina, diisngkat sebagai m7G. Struktur dasar tudung ini disebut sebagai Tudung-0. Namun, pada mRNA tertentu, nukleotida pertama dan kedua yang ditranskripsi dapat mengalami metilasi tambahan pada posisi 2'-O, membentuk struktur Tudung-1 dan Tudung-2. Modifikasi ini lebih umum ditemukan pada organisme eukariot tingkat tinggi dan diyakini berperan dalam sistem kekebalan bawaan untuk membedakan mRNA endogen dari mRNA milik organisme lain.

Pada eukariota multiseluler dan beberapa virus, modifikasi lebih lanjut dapat dilakukan, termasuk metilasi ujung 2' grup hidroksi dari dua gula ribosa pertama dari ujung 5' mRNA. Tudung-1 memiliki gugus hidroksi 2′ pada gula ribosa pertama yang dimetilasi, sedangkan Tudung-2 memiliki gugus hidroksi 2′ pada dua gula ribosa pertama yang juga dimetilasi, seperti yang ditunjukkan pada ilustrasi di sebelah kanan. Tudung 5′ ini memiliki struktur kimia yang mirip dengan ujung 3′ dari molekul RNA (karbon 5′ pada ribosa tudung terikat, sementara karbon 3′ dibiarkan tidak terikat). Modifikasi ini memberikan resistensi yang signifikan terhadap enzim 5′-eksonuklease.

RNA inti kecil (snRNA) memiliki tudung 5' yang unik. snRNA kelas Sm memiliki tudung 5'-trimetilguanosin, sedangkan snRNA kelas Lsm memiliki tudung 5'-monometilfosfat.

Pada bakteri, dan kemungkinan juga pada organisme yang lebih kompleks, beberapa RNA memiliki tudung berupa NAD+, NADH, atau 3′-defosfo-koenzim A.

 Fungsi 
Tudung 5' memiliki empat fungsi utama:

 Mengatur ekspor nukleus
 Mencegah degradasi oleh eksonuklease
 Mendorong proses translasi
 Mendorong pemotongan intron proksimal 5'

Ekspor RNA dari nukleus diregulasi oleh kompleks pengikat tudung (KPT) yang menempel secara ekslusif ke RNA yang memiliki tudung 7-metilguaninilat. KPT kemudian dikenali oleh kompleks pori nukleus dan diekspor. Setelah mencapai sitoplasma dan mengalami tahap awal translasi, KPT akan digantikan oleh faktor translasi eIF4E dan EIF4G dari kompleks EIF4F. Kompleks ini kemudian dikenali oleh komponen inisiasi translasi lainnya, termasuk ribosom.

Penudungan dengan 7-metilguaninilat mencegah degradasi 5' melalui dua mekanisme. Pertama, degradasi mRNA oleh eksonuklease 5' dicegah karena tudung 5' secara fungsional menyerupai ujung 3'. Kedua, KPT dan eIF4E/eIF4G menghalangi akses enzim pelepas tudung terhadap tudung. Hal ini meningkatkan waktu paruh mRNA yang penting bagi eukariota karena proses ekspor dan translasi yang memakan waktu relatif lama.

Pelepasan tudung pada mRNA bertudung 7-metilguaninilat dikatalisis oleh kompleks pelepas tudung yang setidaknya terdiri dari Dcp1 dan Dcp2. Kompleks pelepas tudung tersebut harus bersaing dengan eIF4E untuk berikatan dengan tudung. Dengan demikian, tudung 7-metilguaninilat berfungsi sebagai penanda mRNA yang sedang aktif diterjemahkan, sekaligus digunakan oleh sel untuk mengatur waktu paruh mRNA sebagai respons terhadap rangsangan baru. mRNA yang tidak diinginkan akan diarahkan ke badan-P untuk penyimpanan sementara atau pelepasan tudung, meskipun detail mekanisme proses tersebut masih perlu diteliti lebih lanjut.

Mekanisme peningkatan pemotongan intron proksimal 5' masih belum sepenuhnya dipahami. Namun, tudung 7-metilguaninilat diduga membentuk lingkaran dan berinteraksi dengan spliseosom selama proses pemotongan, sehingga mendorong pemotongan intron.

 Referensi 

Kategori:Ekspresi gen
Kategori:Modifikasi pascatranskripsi