14.9: RNA 剪接

剪接是真核 RNA 在翻译成蛋白质之前对其进行编辑的过程。从真核 DNA 转录的 RNA 链称为初级转录本。变成 mRNA 的初级转录本称为前体信使 RNA （pre-mRNA）。真核生物前体 mRNA 包含外显子和内含子的交替序列。外显子是编码蛋白质的核苷酸序列，而内含子是非编码区。在 RNA 剪接中，内含子被去除，外显子被键合在一起。

剪接由剪接体介导

剪接发生在核小体中，由称为小核核糖核蛋白 （snRNP） 的蛋白质和小 RNA 复合物介导。snRNP 与其他蛋白质一起形成剪接体，它识别外显子和内含子末端的特定核苷酸序列。首先，它与内含子 5′ 端的含 GU 序列和内含子 3′ 端的包含 A 的分支点序列结合。在许多精心编排的步骤中，其他 snRNP 然后将分支点靠近 5′ 剪接位点。随后，化学反应将内含子的 5′ 端从其上游外显子上切割下来，并将其连接到分支点，形成一个称为套索的环。为了释放套索，下游外显子 5′ 端附近含 AG 的内含子序列与上游外显子的 3′ 端反应。该反应将两个外显子修补在一起，结束剪接过程。

剪接允许从单个基因表达多种蛋白质

通常，外显子按照它们在基因中出现的顺序连接在一起。然而，在选择性剪接过程中，前 mRNA 中外显子的不同组合结合形成成熟的 mRNA。这会从单个 pre-mRNA 转录本中产生几种不同的蛋白质。

选择性剪接的不同模式包括外显子跳跃、选择性 5′ 或 3′ 剪接位点和内含子保留。这些模式由外显子或内含子的长度以及剪接位点剪接信号的强度引导。因此，比其他外显子短的外显子可能会被剪接体忽略，并从成熟的 mRNA 中省略。相比之下，明显短于其他内含子的内含子可能逃避剪接体的去除并保留在成熟的 mRNA 中。因此，选择性剪接会产生从同一段 DNA 复制的成熟 mRNA 的变体。RNA 序列变体产生不同的蛋白质，这些蛋白质具有更多或更少的氨基酸、阅读框的偏移或过早的终止密码子。这些蛋白质亚型具有不同的生物学特性，包括功能、细胞定位和与其他蛋白质的相互作用，因此在组织和环境特异性基因表达中起着至关重要的作用。

异常拼接可引起疾病

剪接错误会产生异常的蛋白质亚型，这可能导致疾病，包括癌症。例如，BCL2L1 基因的选择性剪接通过使用选择性 5′ 剪接位点产生长和短蛋白质亚型 — 分别是 BCL-XL 和 BCL-XS。较长的 BCL-XL 亚型可促进细胞存活，并在多种类型的癌症（例如，血液癌、乳腺癌和肝癌）中高度表达。在癌症中，促进细胞死亡的短 BCL-XS 亚型的表达受到抑制。