8.19: שחבור RNA חלופי

שחבור RNA חלופי הוא שחבור מוסדר של אקסונים ואינטרונים כדי לייצר mRNA בוגרים שונים מקדם-mRNA יחיד. שלא כמו שחבור מכונן שבו גן יחיד מייצר סוג יחיד של mRNA, שחבור חלופי מאפשר לאורגניזם לייצר חלבונים מרובים מגן יחיד וממלא תפקיד חשוב במגוון החלבונים.

ישנם חמישה סוגים של שחבור RNA חלופי הנבדלים זה מזה בדרכים שבהן מקטעי קדם-mRNA מוסרים או נשמרים ב-mRNA הבוגר. הסוג הראשון הוא דילוג אקסון שבו חלק מהאקסונים, יחד עם כל האינטרונים, מוסרים באופן סלקטיבי. זהו הסוג הבולט ביותר של שחבור חלופי שנצפה בבני אדם. הסוג השני, שימור אינטרונים, מתרחש כאשר אינטרון מסוים נשמר ב-mRNA הבוגר בעוד האחרים מוסרים. סוג זה של שחבור נפוץ יותר בצמחים מאשר בבני אדם. בסוג השלישי והרביעי של שחבור חלופי, אתרי שחבור חלופיים 5′ או 3′ נבחרים באקסונים ספציפיים, בהתאמה. שינוי זה באתרי השחבור 5′ ו-3′ מקצר או מאריך את האקסון וכתוצאה מכך נוצרים סוגים שונים של mRNA בוגר. סוג זה של שחבור חלופי מתרחש הן בבני אדם והן בצמחים. הסוג האחרון והנדיר ביותר של שחבור RNA חלופי הוא אקסונים בלעדיים זה לזה, כאשר מתוך שני אקסונים, רק אחד נשמר בעוד אחד אחר הוסר.

שחבור חלופי מוסדר על ידי אלמנטים שונים הפועלים סיס וגורמים טרנס-אינטראקטיביים. אלמנטים הפועלים על ידי סיס הם רצפי דנ”א הנמצאים ליד גנים מבניים, בעוד שגורמים טרנס-פועלים הם מולקולות אחרות שנקשרות לדנ”א. בשחבור RNA חלופי, האלמנטים הפועלים ב- CIS מורכבים בעיקר ממשפרי שחבור ספציפיים לאקסון ואינטרון. גורמים טרנספורמטיביים, כמו חלבוני SR (גורמי שחבור עשירים בסרין/ארגינין), יכולים להיקשר למשפרי שחבור אקסון או אינטרון כדי לסייע למכונות השחבור לזהות אתרי שחבור חלשים. מצד שני, חלבונים כמו ריבונוקלאו גרעיני הטרוגני נקשרים לשחבור האקסון או למשתיקי השחבור של האינטרון כדי למנוע שחבור על ידי מיסוך אתרי הפרוס מהספליאוזום.

שחבור RNA חלופי נפוץ באיקריוטים גבוהים יותר. כמעט 95% מהגנים האנושיים הם לחלופין שחבור; לכן, פגמים במכונות יכולים לפגוע באופן משמעותי בתפקוד האיברים ויכולים לגרום לסרטן ומחלות אחרות כולל הפרעות נוירולוגיות ולב. בבני אדם, מוטציות המשפיעות ישירות על שחבור קדם-mRNA מהוות יותר מ-15% מהמחלות הגנטיות, כגון פרוגריה האצ’ינסון-גילפורד ובטא-תלסמיה.