/veya 3' UTR tarafından belirlenebilmesinin nedeni, ribonükleaz denen RNA yıkıcı enzimlerin ve yardımcı proteinlerinin onlara farklı bağlanma afiniteleri göstermesidir.

Çevirim verimliliği ve bazen çevirimin tamamen ketlenmesi (inhibisyonu) UTR'ler tarafından kontrol edilebilir. 3' veya 5' UTR'lere bağlanan proteinler ribozomların mRNA'ya bağlanmasına etki edebilirler. 3' UTR'ye bağlanan mikroRNA'lar da çevirim verimliliğini ve mRNA kararlılığını etkileyebilir.

mRNA'nın sitoplazmada konumlanmasının 3' UTR'nin bir işlevi olduğu düşünülmektedir. Hücrenin belli bir bölgesinde gerekli olan proteinler orada sentezlenebilir; böyle durumlarda 3' UTR, mRNA'nın çevrimi için oraya taşınmasını sağlayacak diziler içerebilir.

Çevrilmeyen bölgelerdeki dizi elemanlarının bazıları RNA'ya yazıldıkları zaman karakteristik ikincil yapılar oluştururlar. Bu yapısal mRNA elemanlar RNA'nın düzenlenmesine yararlar. mRNA elemanlarının bir sınıfı, riboanahtarlar, küçük moleküllere doğrudan bağlanıp şekillerini değiştirirler, bunun sonucu yazılım veya çevirim hızı değişir. Böyle durumlarda, düzenleyici proteinler olaya karışmadığı için, mRNA kendi kendini düzenlemiş olur.

3' poli(A) kuyruğu, pre-mRNA'nın 3' kuyruğunda yer alan, çoğu zaman birkaç yüz adenin nüleotidinden oluşmuş bir zincirdir. Bu kuyruk çekirdekten ihracı ve çevirimi sağlar, ayrıca ökaryotlarda mRNA'yı yıkımdan korur.

Bir mRNA tek bir proteini kodlamaya yetecek genetik bilgi içerirse onun "monosistronik" olduğu söylenir. Çoğu ökaryotik mRNA böyledir.. Buna karşın, polisistronik mRNA'lar birkaç gene ait bilgiyi taşırlar, bunlardan birkaç farklı protein kodlar. Bu proteinler çoğu zaman birbiriyle ilişkili işlevlere sahiptir, bir operon olarak yaynyana bulunurlar ve beraber düzenlenirler. Bakteri ve arkelerde bulunan mRNA'ların çoğu polisistroniktir.. Sadece iki protein kodlayan mRNA için disitronik terimi kullnaılır.

Ökaryotlarda başlık bağlayıcı kompleksi ve poli(A)-bağlayıcı proteinin birleşmesi sonucu mRNA'ların daireselleştiği düşünülmektedir. Daireselleşmenin ribozomların geri dönüşümünü sağlayarak çevrimin daha verimli olmasını sağladığı öne sürülmüştür.

Aynı hücrede farklı mRNA'ların farklı ömürleri (stabiliteleri) vardır. Bakterilerde mRNA'ların ömrü birkaç saniyeden bir saatten fazlaya kadar sürebilir; memeli hücrelerinde mRNA ömürleri birkaç dakikadan günlere kadar uzanabilir. Bir mRNA'nın stabilitesi ne kadar yüksek olursa ondan o kadar daha fazla protein üretilebilir. mRNA'nın sınırlı ömrü, hücrenin değişen ihtiyaçlarına bağlı olarak protein sentezini hızla değiştirebilmesini sağlar. Mesajcı RNA'nın ımhasına yol açan çeşitli mekanizmalar vardır, bazıları aşağıda açıklanmıştır.

Prokaryotlardaki mRNA'nın ömrü ökaryotlardakinden genelde çok daha kısadır. Prokaryotlarda mRNA ömrünün düzenlenmesi ökaryotlardakinden çok daha basittir. Prokaryotlarda mesajları hızla yıkan çeşitli RNaz'lar vardır, bunlar RNA'nın dizisinden bağımsız olarak etkirler. Alternatif olarak, uzunluğu on ila yüzlerce nükleotit arası olan kısa RNA molekülleri (sRNA) belli mRNA'lara bağlanıp onların yıkımına neden olurlar. sRNA'daki tümleyici (komplemanter) diziler mRNA'ya bağlanarak iki iplikli RNA molekülleri oluştururlar, bunlar bazı tip RNaz'lara substrattırlar.

Yakın zamanda bakteri mRNA'larında da bir çeşit 5' başlık olduğu bulunmuştur. 5' uçta bir trifosfat grubu bulunmaktadır, bundan iki fosfat çıkartılırsa kalan 5' monofosfat mRNA, RNaz E adlı eksonükleaz tarafından parçalanır.

Ökaryotlarda çevirim ile mRNA yıkımı arasında bir denge vardır. Aktif olarak çevrilmekte olan mesajlara polizomlar, ökaryotik başlama faktörleri (eIF-4E ve eIF-4G), ve poli(A) bağlayıcı protein bağlıdır. eIF-4E ve eIF-4G başlık çıkarma enzimi DCP2'yi bloke eder, poli(A) bağlayıcı protein de eksozom kompleksi bloke ederek mesajı korur. Gıda yetersizliği veya viral enfeksiyon durumlarında çevirim aksayabilir ve yıkım hızlanabilir. Çevirim ve yıkım arasındaki denge, P-cismi adı verilen sitoplazmik yapıların büyüklüğü ve çokluğu ile anlaşılabilir. Bir mRNA'nın her çevirimi sırasında poli-A kuyruğu eksonükleazlar tarafından kısaltılır. Bunun sonucu olarak mesajın dairesel yapısı bozulur ve başlık bağlanma yapısı destabilize olur. Mesaj sonra eksozom kompleksi veya başlık çıkartma kompleksi tarafından yıkılır. Böylece etkin olmayan mesajlar hızle yok edilir, aktif mesajlar ise sağlam kalır, hücrenin o anda gerek duyduğu mesajlar seçime uğrar. Çevrimin durması ve mesajın yıkım komplekslerine aktarılmasının mekanizmasının ayrıntıları henüz bilinmemektedir.

Bazı memeli mRNA'larındaki AU-zengini elemanların varlığı, bu dizilere bağlanan proteinlerin etkisi sonucu bu mesajları destabilize eder. AU-zengini elemanlar aracılığıyla mRNA'nın hızlı yıkımı, tümör nekroz faktör ve granülosit-macrofaj koloni uyarıcı faktör (GM-CSF) gibi etkili sitokinlerin fazla üretilmesine engel olan önemli bir mekanizmadır.
AU-zengini elemanlar ayrıca c-Jun ve c-Fos gibi onkogenik transkripsiyon faktörlerini düzenler. AU-zengini elemanları tanıyan bağlanıcı proteinler hem eksozom kompleksi hem de başlık çıkarma kompleksi tarafından yıkıma önayak olur.

Ökaryot mesajlar, mesaj içinde erken durma kodonlarına (anlamsız kodonlara) bakan "anlamsızlık aracılıklı yıkım" (İng. "nonsense mediated decay") ile denetlenirler. Bu durma kodonları alternatif uçbirleştirme, adaptif immün sistemdeki V(D)J rekombiansyonu, DNA'da mutasyonlar, transkripsiyon hataları gibi nedenlerle meydana gelebilir. Erken bir bitiş kodonunun algılanması halinde, ya 5 uçtan başlık çıkarma kompleksi ile, ya 3' uçtan eksozom ile ya da endonükleolitik kesme yoluyla yıkım ile sonuçlanır.

Metazoanlarda, Dicer tarafından işlenmiş küçük çift iplikli bir RNA türü, RNA uyarımlı susturma kompleksi ("RNA-induced silencing complex", RISC) içine alınır. Bu komplekste yer alan bir endonükleaz, bu küçük RNA ile baz çifti kurabilen mRNA'ları parçalar. siRNA, çift iplikli RNA virüslerine kaşı bir savunma mekanizmasıdır. siRNA ayrıca, laboratuvarda, hücre kültüründe genlerin fonksiyonunu bastırmak için kullanılır.

MikroRNA (MiRNA), mesajcı RNA'nın dizisine nerdeyse tam komplemanter olan kısa RNA'lardır. miRNA'nın mRNA'ya bağlanması sonucu mesajın çevrimi baskılanabilir veya başlık çıkarma kompleksi tarafında 5' başlık çıkartılabilir. miRNA'nın çalışma mekanziması aktif olarak araştırılmaktadır.

Mesajların yıkımına neden olan başka mekanizmalar da vardır, bunların arasında bitişsiz yıkım (İng. "Non-stop decay"), Piwi-etkileşimli RNA tarafından susturma sayılabilir.





Taşıyıcı RNA

Taşıyıcı RNA (tRNA olarak kısaltılır) hücrelerde protein sentezi sırasında büyüyen polipeptit zincirine spesifik bir amino asit ekleyen küçük (yaklaşık 74-95 nükleotit uzunlukta) bir RNA molekülüdür. Amino asidin bağlanması 3' ucundadır. Bu kovalent bağlantı aminoasil tRNA sentetaz tarafından katalizlenir. Ayrıca, antikodon olarak adlandırılan üç bazlık bir bölge vardır, bu bölge mRNA üzerinde kendisine karşılık gelen üç bazlık bir kodon bölgesi ile baz eşleşmesi yapar. Her tip tRNA molekülü sadece tek tip bir amino asite bağlanabilir, ama genetik kod aynı amino asite karşılık gelen birden çok kodon bulunduğu için, farklı antikodonlara sahip tRNA'lar aynı amino asidi taşıyabilir.

tRNA'nın birincil, ikincil ve üçüncü yapıları vardır. İkincil yapısı genelde "yonca yaprağı yapısı" olarak gösterilir. Üçüncül yapı bakımından tüm tRNA'ların benzer L-şekilli bir 3-B yapıya sahiptir, molekülün ribozomdaki P ve A bölgelerine yerleşmesini sağlayan.

Bir antikodon üç nükleotitten oluşan bir birimdir, mRNA'daki kodonundun üç bazına karşılık gelir. Her tRNA spesifik bir antikodon üçlü dizisine sahiptir, bu üçlü bir aminoasit için olan bir veya daha çok kodon ile baz çiftleşmesi yapabilir. Örneğin, lizin için kodonlardan biri AAA'dır; bir lizin tRNA'sının antikodonu UUU olabilir. Bazı antikodonlar birden fazla kodon ile baz eşleşmesi yapabilir, oynak baz eşleşmesi (İng. "wobble base pairing") denen bir olgunun soncu. Çoğu zaman, antikodonun ilk nükleotidi, mRNA'da bulunmayan iki bazdan biridir: inozin ve psödouridin, bunlar birden fazla baz ile hidrojen bağı kurabilir. Genetik kodda bir aminoasit, üçüncü pozisyon olasılıklarının tüm dördü tarafından belirlenebilir. Örneğin glisin amino asidi GGU, GGC, GGA, ve GGG kodon dizileri tarafından kodlanır.

tRNA molekülü ile amino asitleri belirleyen kodonlar arasında birebir bir ilişki sağlamak için hücrede 61 tip tRNA molekülü olması gerekir. Ancak, çoğu hücrede 61'den daha az sayıda tRNA vardır çünkü oynak baz belli bir amino asidi belirleyen birden fazla (ama mutlaka hepsi değil) kodona bağlanabilir.

Aminoasilasyon bir bileşiğe bir aminoasil grubu eklme sürecidir. 3' CCA uçları bir amino aside kovalent bağlanmış tRNA molekülleri üretir.

Her tRNA bir aminoasil tRNA sentetaz tarafından ona spesifik bir amino asit ile aminoasillenir (veya "yüklenir") her bir amino asit için birden çok tRNA ve birden çok antikodon olabilirse de, normalde her bir amino asit için bir aminoasil tRNA sentetaz vardır. Uygun tRNA'ın sentetaz tarafından tanınması sadece antikodon tarafından sağlanmaz, alıcı sap da önemli bir rol oynar.

Reaksiyon:

Bazen, bazı organizmalarda bir veya daha çok aminoasil tRNA eksik olabilir. Bunun sonucu olarak tRNA kimyasal olarak ilişkili başka bir amino asit ile yüklenebilir. Doğru amino asit, yanlış yüklenmiş amino asidi modifiye eden enzimler tarafından yapılır. Örneğin, "Helicobacter pylori"de glutaminil tRNA sentetaz eksiktir. Glutamat tRNA sentetaz, tRNA-glutamin (tRNA-Gln)'i hatalı olarak glutamat ile yükler. Bir amidotransferaz sonra glutamatın asi yan zincirini amide dönüştürüp doğru yüklenmiş bir gln-tRNA-Gln oluşturur.

Ribozomda tRNA molekülleri için üç bağlanma yeri vardır: A ('aminoasil'), P ('peptidil') ve E (İngilizce 'exit', yani "çıkış") konumları. Translasyon sırasında A konumuna, o anda bulunan kodon tarafından belirlenen şekilde, bir aminoasil-tRNA bağlanır. Bu kodon büyümekte olan peptit zincirine bağlanacak olan bir sonraki amino asidi belirle