המבנה והיציבות של מולקולות mRNA מווסתים את ביטוי הגנים, שכן mRNA הם שלב מפתח במסלול מהגן לחלבון. באיקריוטים, זמן מחצית החיים של mRNA משתנה בין מספר דקות למספר ימים. יציבות mRNA חיונית לגדילה והתפתחות. היעדר חלבונים המווסתים את יציבותו, כגון tristetraprolin בעכברים, עלול לגרום לבעיות מערכתיות, כולל צמיחת יתר של מח עצם, דלקת ואוטואימוניות.

Cis-acting אלמנטים המעורבים ביציבות mRNA

רצף mRNA לא רק מקודד חלבונים אלא גם מכיל אזורים שונים הפועלים על ידי CIS, אשר לבדם או בעזרת חלבונים הפועלים בטרנספורמציה, מווסתים את יציבות ה-mRNA. לקצה ה-5' של mRNA יש מכסה של 7-מתילגואנילט (m⁷G), ולקצה ה-3' יש זנב פולי-A, שניהם מגנים על mRNA מפני אקסונוקלאזים. זנב פולי-A קצר מ 15-20 נוקלאוטידים יכול להוביל לירידה ולאחר מכן השפלה של mRNA; לכן, אורך זנב הפולי-A חשוב ליציבות ה-mRNA. האזורים הלא מתורגמים 5' ו-3' (UTR) של mRNA מכילים רצפים שונים המשמשים כאתרי קישור לחלבונים המעורבים בפירוק ויציבות mRNA. ה- UTR 5' מכיל אזורי קישור לחלבונים המעודדים פירוק או הסרה של מכסה 5' m⁷G. ה-UTR 3' בחלק מה-mRNAs, במיוחד אלה עם זמן מחצית חיים של פחות מ-30 דקות, נושא מספר חזרות "AUUUA", הידועות כרצפים עשירים ב-AU. כאשר חלבונים מערערי יציבות mRNA נקשרים לרצפים עשירים ב-AU, הם מקדמים דדנילציה מהירה ופירוק של ה-mRNA. מצד שני, כאשר קיימים חלבונים מייצבי mRNA, הם מתחרים עם החלבונים המערערים על קשירה לרצפים העשירים ב-AU ומפחיתים את קצב הפירוק של ה-mRNA. כמה mRNA אחרים נושאים גם רצפי זיהוי ספציפיים עבור אנדונוקלאזים.

מסלולים עיקריים של פירוק m-RNA

המנגנונים הנפוצים ביותר של פירוק mRNA כוללים הסרה של זנב poly-A 3' קצה ו 5' m⁷G cap. Deadenylation, הסרת אדנינים מזנב poly-A, יכול להוביל לפירוק של mRNA על ידי שני מנגנונים שונים. המנגנון הראשון כרוך בקיצור זנב הפולי-A לפחות מ-15-20 נוקלאוטידים, מה שמערער את הקשר בין ה-mRNA לבין חלבוני הקישור שלו. פעולה זו חושפת את פקק ה-5 מ'⁷גרם לאנזימים המתפרקים, DCP1 ו-DCP2. לאחר מכן ניתן לפרק את קצה ה-5' הלא מוגן של ה-mRNA בעזרת אקסונוקלאז 5' עד 3', XRN1. מנגנון נוסף של השפלה כרוך בהסרה מוחלטת של זנב פולי-A 3' על ידי deadenylases ולאחר מכן השפלה של קצה 3' לא מוגן על ידי קומפלקס אקסוזום ציטופלזמי בכיוון 3' עד 5'. התפרקות mRNA של 5' עד 3' היא מסלול עיקרי בשמרים, בעוד שפירוק mRNA של 3' עד 5' הוא מסלול מרכזי בתאי יונקים; עם זאת, mRNA יכול גם להתפרק על ידי שני המנגנונים בו זמנית. בחלק מה-mRNAs, דדנילציה אינה תנאי מוקדם להתפרקות. מנגנון אחד כולל דעיכה של קצה 5' ואחריו פירוק mRNA של 5' עד 3' באמצעות exonuclease XRN1. מסלול השפלה השני פחות נצפה כרוך בפיצול פנימי של ה-mRNA באמצעות אנדונוקלאזים. הקצוות הלא מוגנים של ה-mRNA השבור יכולים להתפרק בקלות בכיוונים של 5' עד 3' ו-3' עד 5' בעזרת XRN1 והקומפלקס האקזוזומי, בהתאמה.