A poliadenilação é a adição de uma cauda poli (A) , uma sucessão de muitos ribonucleotídeos do tipo Adenosina (A) à extremidade 3 'do mRNA . Nos eucariotos , essa etapa ocorre no núcleo , durante sua maturação (síntese co-pós-transcricional), quando ainda não sofreu splicing . Seu tamanho pode atingir cerca de 250 nucleotídeos em eucariotos multicelulares e cerca de 50 em leveduras. A grande maioria dos RNAs mensageiros são poliadenilados, assim como alguns RNAs não codificantes . Existem algumas exceções notáveis, como alguns mRNAs virais e mRNAs de histonas . Em bactérias , a poliadenilação é um sinal que permite modular a estabilidade dos RNAs.
A poliadenilação é realizada por uma enzima específica, poli (A) polimerase , que usa ATP como substrato para estender a extremidade 3 'do RNA. Esta síntese é realizada sem a utilização de DNA molde, a sequência poli (A) não sendo codificada no genoma . Em eucariotos, esse processo ocorre no final da transcrição pela RNA polimerase II, ao nível de um sinal específico no RNA que está localizado na parte não codificadora, a sequência de poliadenilação AAUAAA. O processo requer uma série de outros fatores, como o complexo CPSF ( fator de especificidade de clivagem / poliadenilação ) que se liga ao sinal AAUAAA e cliva o RNA mensageiro no ponto onde a poliadenilação começa.
A poliadenilação ocorre principalmente no núcleo, antes da exportação para o citoplasma . A cauda poli (A) tende então a encurtar sob a ação de nucleases . Os RNAs curtos de cauda poli (A) são menos traduzidos e, em última análise, degradados . Em certos tipos de células, foi demonstrada a poliadenilação citoplasmática, o que permite reativar a tradução de certos RNAs mensageiros em condições específicas. Isso ocorre em particular na linha germinativa de mRNAs maternos, cuja transcrição é reativada após a fertilização e, às vezes, apenas após várias divisões celulares. Esse processo parece desempenhar um papel importante nos estágios iniciais do desenvolvimento embrionário.
A poliadenilação citoplasmática envolve o fator CPSF e pode envolver a mesma poli (A) polimerase do núcleo ou outra enzima semelhante. Está envolvida, por exemplo, na ativação da tradução de genes com efeito materno , durante a fecundação ou oogênese.
A poliadenilação desempenha vários papéis essenciais durante os diferentes estágios da vida de um RNA mensageiro. Está envolvido, em particular, na proteção contra a degradação, no transporte nucleo-citoplasmático , ou seja, na passagem do mRNA do núcleo para o citoplasma e, finalmente, no recrutamento do ribossomo para permitir sua tradução em proteína.
A adição de uma cauda poli (A) é uma das etapas necessárias para a exportação de mRNAs do compartimento nuclear para o citoplasma. A adição da cauda poli (A) atua como um ponto de verificação permitindo a eliminação de mRNP e mRNP subótimos (Um mRNP é uma partícula de ribonucleoproteína que compreende o mRNA associado a proteínas permitindo sua estabilização, sua exportação para o citoplasma e / ou sua tradução). Assim, os mRNPs compreendendo um mRNA hipo ou hiperadenilado serão retidos no nível do sítio de transcrição, desmontados e o mRNA será degradado por mecanismos de controle de qualidade.
A poliadenilação também está envolvida na excisão do último íntron e desempenha um papel na estabilidade do mRNA. Na verdade, a cauda poli (A) modula a degradação do mRNA no citosol: ele será ainda menos degradado quanto mais longa for a cauda poli (A). Assim, um poli (A) mRNA de cauda longa (como o mRNA da hemoglobina nos eritrócitos ) será pouco degradado e, portanto, muito traduzido, o que permite uma produção sustentável da proteína correspondente. Por outro lado, os mRNAs de histonas que não têm cauda poli (A) são degradados muito rapidamente, o que permite a modulação rápida da expressão de histonas durante os ciclos celulares porque não há inércia de tradução de mRNA que persistiria.
Na tradução , a poliadenilação é necessária para permitir o recrutamento do ribossomo e, portanto, o início da tradução eficaz (ver abaixo).
No citoplasma, a sequência 3 'poli (A) de mRNAs se liga a uma proteína específica: PABP ou proteína de ligação poli (A) . O PABP, por sua vez, interage com o fator de iniciação eIF4, que está ligado à extremidade 5 'do mesmo mRNA, através do cap . Assim, os mRNAs formam pseudo-círculos. Esta interação poli (A) / cap é essencial para a tradução e recrutamento do ribossomo : apenas os mensageiros capeados e poliadenilados são traduzidos de forma eficiente.
Ao contrário da crença popular, a poliadenilação 3 'de RNAs também é observada em bactérias. A primeira polimerase poli (A) purificada é também a da bactéria Escherichia coli . Ao contrário do que é observado em eucariotos, onde desempenha um papel estabilizador (ver acima), a poliadenilação promove a degradação dos RNAs assim modificados. É uma máquina enzimática especializada, o degradossoma, responsável pela degradação de mRNAs poliadenilados.
A existência de poliadenilação na extremidade 3 'dos RNAs mensageiros é uma ferramenta muito interessante para os biólogos. Em particular, permite purificar os mRNAs de todos os RNAs celulares, utilizando cadeias de poli (T) DNA enxertadas (oligo-dT) sobre um suporte sólido (resina cromatográfica , esferas magnéticas). Os pares de DNA poli (T) com a cauda poli (A) e formam pares A-T, os RNAs poliadenilados são retidos no suporte sólido. Ao lavar o suporte, os outros componentes celulares são removidos e os mRNAs podem finalmente ser recuperados em condições desnaturantes .
Um uso relacionado da cauda poli (A) de mRNAs é usar uma cadeia de DNA poli (T) como um iniciador para a polimerização de uma fita complementar de DNA por transcriptase reversa . A localização 3 'do RNA mensageiro, portanto, torna possível copiar a cadeia inteira do RNA mensageiro no DNA. Este método é a primeira etapa na síntese do DNA complementar .