Dal punto di vista energetico è molto meno dispendioso
produrre RNA non coreeto rispetto a proteine non corrette, quindi evolutivamente
si è preferito produrre una maggior quantità di mRNA e basarsi
su un controllo molto affidabile per eliminare quello errato, anzichè
porre questo step a livello della traduzione proteica, così si evita
anche il rischio della sintesi di proteine che potrebbero essere tossiche
per la cellula.
Tra i complessi di sorveglianza del messaggero riveste una notevole importanza
il "nonsense mdiated decay" (NMD).
Durante la maturazione del messaggero, a poca distanza dallo spliceosoma c'è
un complesso EJC. è inoltre messa in evidenza una proteina che a causa
di una mutazione ha un codone di stop prematuro (sequenza UAA). Nel messaggero
in maturazione grazie alle EJC vengono reclutate proteine Upf (quelle umane
sono chiamate hUpf), queste sono mediatori del NMD.
Quando arrivano le Upf, le EJC si allontanano. Se permanesse questa situazione
arriverebbe l'ultimo membro della famiglia delle Upf: Upf1 che ha il compito
di mediare una risposta NMD. A maturaione arriva il ribosoma che spiazza le
proteine EJC con Upf2 e Upf3, quindi durante la traduzione rimuove tutti le
EJC. Se c'è un codone di stop prematuro ad almeno una cinquantina di
basi da quello reale la sequenza blocca il ribosoma per interazione con l'RF
(releasing factor), quindi da quel punto in poi rimangono i complessi EJC
perchè il ribosoma non era ancora arrivato a spiazzarli. A questo punto
arriva Upf1, essenziale per evocare una risposta NMD, questo segnale porta
a decapping e deadenilazione della coda poli-A rendendo il messaggero suscettibile
alle ribonucleasi.
Ci sono evidenze sperimentali che negli eucarioti la prima lettura ribosomale
del messaggero avviene nel nucleo invece che nel citoplasma e che già
in questa sede avviene la risposta NMD.
La degradazione avviene per decapping, deadenilazione e ad opera di endonucleasi.
Quando si forma una doppia elica di RNA scattano meccanismi di degradazione,
come ad esempio il sistema RISC.
Consideriamo la mutazione Ultrabitorax (Ubx) osservata in
Drosophila. Esistono due isoforme dovute a splicin alternativo, una
delle due: Ubx 190, presenta un codone di stop prematuro, quindi è
in grado di suscitare una risposta NMD. Analizzando il frammento contenente
la mutazione tramite restrizione si possono distinguere gli omozigoti dagli
eterozigoti. In questo esperimento è stata eseguita una RT-PCR in cui
si è amplificato il frammento di Ubx contenente il sito di splicing
alternativo, inoltre sono state utilizzate due diverse sonde fluorescenti
esattamente a metà del punto di splicing. In questo modo le due sonde
si appaiavano selettivamente ad una o all'altra isoforma. Per finire si è
analizzato il grafico della RT-PCR e si è visto che la curva dell'isoforma
contenete il codone di stop prematuro partiva più tardi, a significare
che c'era una minor quantità di templato di partenza perchè
si è innescata una risposta NMD.
è stata studiata la localizzazione del sistema NMD marcando radioattivamente
Upf1e osservandolo nello sviluppo di embrioni di Drosophila. La maggior
quantità di Upf1 si riscontra nell'uovo appena fecondato, quindi è
fornito da geni materni, poi cala via via che l'embrione si sviluppa. Sperimentalmente
non è possibile creare cnockout di questo sistema perchè la
mortalità è precocissima, a ribadire l'importanza di Upf1. Non
è nemmeno possibile utilizzare l'inattivazione genica con RNA a doppia
elica perchè Upf1 è coinvolto anche nel sistema degli RNAi.