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5'-Cap-Struktur

(Weitergeleitet von Cap-Struktur)

von englisch: cap - Kappe
Synonyme: Cap-Struktur, 7-Methylguanosin-Kappe, m7G-Kappe
Englisch: 5' m7G cap, 5' cap, 7-methylguanosin cap

1. Definition

Die 5'-Cap-Struktur besteht aus einer 7-Methylguanosin-Gruppe (m7G), die sich als kappenartiger Aufsatz am 5'-Ende eukaryotischer mRNAs befindet. Die Anheftung wird als Capping bezeichnet.

2. Struktur

Die 5'-Cap-Struktur besteht aus einem Guanin, das über eine 5'-5'-Triphosphatbindung mit der ersten Base der mRNA verknüpft ist und an Position 7 methyliert ist. Zudem sind häufig auch die erste und zweite Base methyliert, jeweils an Position 2.

3. Synthese

Die Synthese der 5'-Cap-Struktur erfolgt cotranskriptional durch das Capping-Enzym und die mRNA-cap-Methyltransferase.

Das 5'-Ende der prä-mRNA enthält zu Beginn der Reaktion drei Phosphate. Das bifunktionelle Capping-Enzym fungiert nun zunächst als Phosphatase und spaltet das γ-Phosphat (das äußerste Phosphat) ab. Danach reagiert die Guanyltransferase-Domäne des Capping-Enzyms mit einem Guanosintriphosphat-Molekül und bildet ein kovalent gebundenes Zwischenprodukt. Das Guanosinmonophosphat wird anschließend "spiegelverkehrt" über eine ungewöhnliche 5'-5' Triphosphatbindung mit dem 5'-Ende der mRNA verknüpft.

Die mRNA-cap-Methyltransferase methyliert das Stickstoffatom an Position 7 des Guanin.[1]

4. Funktion

Die 5'-Cap-Struktur hat mehrere Funktionen:

5. Virologie

Manche RNA-Viren besitzen eigene Enzyme, um ihre RNA mit einer 5'-Cap-Struktur zu modifizieren. Dadurch verhindern sie, dass die virale RNA von der Wirtszelle als fremd erkannt und abgebaut wird. Beispiele für solche Enzyme sind O-Ribose-Methyltransferase und Guanin-N7-Methyltransferase.

6. Quellen

  1. Ramanathan et al. mRNA capping: biological functions and applications. Nucleic Acids Res 2016

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