Poliadenilarea este adăugarea unui poli (A) coadă , o succesiune de mai multe ribonucleotide tip Adenozin (A) la capătul 3“al ARNm - ului . La eucariote , acest pas are loc în nucleu , în timpul maturării sale (sinteza transcripțională co-post) atunci când nu a suferit încă splicing . Dimensiunea sa poate ajunge la aproximativ 250 de nucleotide în eucariote multicelulare și la aproximativ 50 în drojdii. Marea majoritate a ARN-urilor mesagere sunt poliadenilate, la fel ca și unele ARN necodificatoare . Există câteva excepții notabile, cum ar fi unele ARNm virale și ARNm histonice . La bacterii , poliadenilarea este un semnal care face posibilă modularea stabilității ARN-urilor.
Poliadenilarea este realizată de o enzimă specifică, poli (A) polimeraza , care folosește ATP ca substrat pentru a extinde capătul 3 'al ARN-ului. Această sinteză se realizează fără a utiliza ADN șablon, secvența poli (A) nefiind codificată în genom . În eucariote, acest proces are loc la sfârșitul transcrierii de către ARN polimeraza II, la nivelul unui semnal specific de pe ARN care este situat în partea necodificatoare, secvența de poliadenilare AAUAAA. Procesul necesită o serie de alți factori, cum ar fi complexul CPSF ( factorul de clivare / specificitate poliadenilare ) care se leagă de semnalul AAUAAA și clivează ARN-ul mesager în punctul în care începe poliadenilarea.
Poliadenilarea are loc în principal în nucleu, înainte de exportul în citoplasmă . Coada poli (A) tinde apoi să se scurteze sub acțiunea nucleazelor . ARN-urile scurte poli (A) sunt mai puțin traduse și sunt în cele din urmă degradate . În anumite tipuri de celule, s-a demonstrat poliadenilarea citoplasmatică, ceea ce face posibilă reactivarea traducerii anumitor ARN mesageri în condiții specifice. Acest lucru se întâmplă în special în linia germinală pentru mARN-urile materne a căror transcriere este reactivată după fertilizare și uneori numai după mai multe diviziuni celulare. Acest proces pare să joace un rol important în etapele timpurii ale dezvoltării embrionare.
Poliadenilarea citoplasmatică implică factorul CPSF și poate implica fie aceeași poli (A) polimerază ca în nucleu sau o altă enzimă similară. Intervine de exemplu în activarea traducerii genelor cu efect matern , în timpul fertilizării sau oogenezei.
Poliadenilarea joacă mai multe roluri esențiale în timpul diferitelor etape ale vieții unui ARN mesager. Este implicat în special în protecția împotriva degradării, transportului nucleo-citoplasmatic , adică trecerea ARNm de la nucleu la citoplasmă și, în cele din urmă, la recrutarea ribozomului pentru a permite translația acestuia în proteine.
Adăugarea unei cozi poli (A) este unul dintre pașii necesari pentru exportul de ARNm din compartimentul nuclear în citoplasmă. Adăugarea cozii poli (A) acționează ca un punct de control care permite eliminarea mRNP și mRNP suboptim (Un mRNP este o particulă de ribonucleoproteină care cuprinde ARNm asociat cu proteine care permite stabilizarea acestuia, exportul său în citoplasmă și / sau translația sa). Astfel, mRNP-urile care cuprind un ARNm hipo- sau hiper-adenilat vor fi reținute la nivelul situsului de transcripție, demontate și ARNm va fi degradat de mecanisme de control al calității.
Poliadenilarea este, de asemenea, implicată în excizia ultimului intron și joacă un rol în stabilitatea ARNm. De fapt, coada poli (A) modulează degradarea ARNm în citosol: va fi chiar mai puțin degradată cu cât coada poli (A) este mai lungă. Astfel, un ARNm poli (A) cu coadă lungă (cum ar fi ARNm de hemoglobină în eritrocite ) va fi puțin degradat și, prin urmare, mult tradus, ceea ce permite o producție durabilă a proteinei corespunzătoare. În schimb, mARN-urile histonelor care nu au deloc coada poli (A) sunt degradate foarte rapid, ceea ce permite modularea rapidă a expresiei histonei în timpul ciclurilor celulare, deoarece nu există inerție de traducere a ARNm care ar persista.
În traducere , poliadenilarea este necesară pentru a permite recrutarea ribozomului și, prin urmare, inițierea eficientă a traducerii (a se vedea mai jos).
În citoplasmă, secvența 3 'poli (A) a ARNm se leagă de o proteină specifică: proteina PABP sau poli (A) care leagă . La rândul său, PABP interacționează cu factorul de inițiere eIF4 care este legat de capătul 5 'al aceluiași mARN, prin capac . Astfel ARNm formează pseudo-cercuri. Această interacțiune poli (A) / capac este esențială pentru traducerea și recrutarea ribozomului : numai mesagerii cu capac și poliadenilate sunt traduse eficient.
Contrar credinței populare, poliadenilarea 3 'a ARN-urilor este observată și la bacterii. Prima poli (A) polimerază care a fost purificată este, de asemenea, cea a bacteriei Escherichia coli . Contrar a ceea ce se observă în eucariote unde joacă un rol stabilizator (vezi mai sus), poliadenilarea favorizează degradarea ARN-urilor astfel modificați. Este un mecanism enzimatic specializat, degradozomul, care este responsabil pentru degradarea mARN-urilor poliadenilate.
Existența poliadenilării la capătul 3 'al ARN-urilor messenger este un instrument foarte interesant pentru biologi. Face posibilă în special purificarea ARNm-urilor tuturor ARN-urilor celulare, folosind lanțuri ADN poli (T) altoite (oligo-dT) pe un suport solid (rășină cromatografică , margele magnetice). ADN poli (T) se împerechează cu coada poli (A) și formează perechi A-T, ARN-urile poliadenilate sunt astfel reținute pe suportul solid. Prin spălarea suportului, celelalte componente celulare sunt îndepărtate, iar ARNm pot fi în cele din urmă recuperate în condiții de denaturare .
O utilizare înrudită a cozii poli (A) a ARNm este de a utiliza un lanț poli (T) ADN ca primer pentru polimerizarea unei catene complementare de ADN prin transcriptază inversă . Localizarea 3 ′ a ARN-ului mesager face astfel posibilă copierea întregului fir de ARN mesager în amonte în ADN. Această metodă este primul pas în sinteza ADN-ului complementar .