14.9
Kiedy pre-mRNA jest transkrybowane z DNA, zawiera eksony, sekwencje kodujące białka i introny, regiony niekodujące. Splicing RNA usuwa introny i łączy ze sobą eksony.
Jest to katalizowane w spliceosomie, dużym zespole małych jądrowych rybonukleoprotein lub snRNP - kompleksów składających się z małych jądrowych RNA i białek.
Spliceosom składa się z 5 snRNP, U1, U2, U4, U5 i U6 oraz kilku innych białek.
Po pierwsze, U1 snRNP wiąże miejsce splicingu 5', podczas gdy sekwencja punktu rozgałęzienia zawierająca A jest rozpoznawana przez inne białka, a następnie zastępowana przez U2 snRNP.
Następnie kompleks snRNP U4 / U6 i U5 wiąże się ze złączem spawu 5' i pomaga w doprowadzeniu końca 5' do punktu rozgałęzienia A. Reakcja transestryfikacji między punktem rozgałęzienia A a miejscem splicingu 5' tworzy pętlę zwaną lariatem.
Następnie kolejna reakcja transestryfikacji zachodzi między końcem 3' eksonu w górę a końcem 5' następnego eksonu. To rozszczepia lariat zawierający intron, pozostawiając eksony połączone ze sobą.
Splicing to proces, w którym eukariotyczny RNA jest edytowany przed jego translacją na białko. Nić RNA transkrybowana z eukariotycznego DNA nazywana jest transkryptem pierwotnym. Pierwotne transkrypty, które stają się mRNA, nazywane są prekursorowymi informacyjnymi RNA (pre-mRNA). Pre-mRNA eukariotów zawiera naprzemienne sekwencje eksonów i intronów. Eksony to sekwencje nukleotydowe kodujące białka, podczas gdy introny to regiony niekodujące. Podczas splicingu RNA introny są usuwane, a eksony łączą się ze sobą.
W splicingu pośredniczy spliceosom
Splicing zachodzi w nukleosomie i odbywa się za pośrednictwem kompleksu białek i małych RNA zwanych małymi jądrowymi rybonukleoproteinami (snRNP). snRNP wraz z innymi białkami tworzą spliceosom, który rozpoznaje specyficzne sekwencje nukleotydowe na końcach eksonu i intronu. Najpierw wiąże się z sekwencją zawierającą GU na końcu 5' intronu i z sekwencją punktu rozgałęzienia zawierającą A w kierunku końca 3' intronu. Następnie w kilku starannie zaplanowanych etapach inne snRNP zbliżają punkt rozgałęzienia do miejsca splotu 5'. Następnie reakcja chemiczna odcina koniec 5' intronu od jego eksonu znajdującego się powyżej i przyłącza go do punktu rozgałęzienia, tworząc pętlę zwaną lariatem. Aby uwolnić lariat, sekwencja intronu zawierająca AG w pobliżu końca 5' egzonu w dół reaguje z końcem 3' eksonu w górę. Ta reakcja łączy ze sobą dwa egzony, kończąc proces splicingu.
Splicing umożliwia ekspresję kilku białek z jednego genu
Zazwyczaj eksony są łączone ze sobą w kolejności, w jakiej występują w genie. Jednakże podczas alternatywnego splicingu różne kombinacje eksonów w pre-mRNA łączą się, tworząc dojrzały mRNA. W ten sposób powstaje kilka różnych białek z pojedynczego transkryptu pre-mRNA.
Różne wzorce alternatywnego splicingu obejmują pomijanie eksonów, alternatywne miejsca splicingu 5' lub 3' i zatrzymywanie intronów. Wzorce te zależą od długości eksonów lub intronów i siły sygnału splicingu w miejscach splicingu. Z tego powodu eksony krótsze niż inne eksony mogą zostać przeoczone przez spliceosom i pominięte w dojrzałym mRNA. W przeciwieństwie do tego, introny, które są znacznie krótsze niż inne introny, mogą uniknąć usunięcia przez spliceosom i pozostają w dojrzałym mRNA. W rezultacie alternatywny splicing generuje warianty dojrzałego mRNA, które zostały skopiowane z tego samego odcinka DNA. Warianty sekwencji RNA wytwarzają różne białka z dodatkową lub mniejszą liczbą aminokwasów, przesunięciami w ramce odczytu lub przedwczesnym kodonem stop. Te izoformy białek mają różne właściwości biologiczne, w tym funkcję, lokalizację komórkową i interakcję z innymi białkami, odgrywając w ten sposób istotną rolę w ekspresji genów specyficznej dla tkanki i środowiska.
Nieprawidłowe łączenie może powodować choroby
Błędy w splicingu mogą powodować powstawanie nieprawidłowych izoform białek, które mogą przyczyniać się do chorób, w tym raka. Na przykład alternatywny splicing genu BCL2L1 generuje długą i krótką izoformę białka, odpowiednio—BCL-XL i BCL-XS, poprzez— zastosowanie alternatywnych miejsc składania 5'. Dłuższa izoforma BCL-XL sprzyja przeżywalności komórek i ulega silnej ekspresji w kilku typach nowotworów (np. nowotworach krwi, piersi i wątroby). Ekspresja krótkiej izoformy BCL-XS, która sprzyja śmierci komórek, jest tłumiona w przypadku raka.
Kiedy pre-mRNA jest transkrybowane z DNA, zawiera eksony, sekwencje kodujące białka i introny, regiony niekodujące. Splicing RNA usuwa introny i łączy ze sobą eksony.
Jest to katalizowane w spliceosomie, dużym zespole małych jądrowych rybonukleoprotein lub snRNP - kompleksów składających się z małych jądrowych RNA i białek.
Spliceosom składa się z 5 snRNP, U1, U2, U4, U5 i U6 oraz kilku innych białek.
Po pierwsze, U1 snRNP wiąże miejsce splicingu 5', podczas gdy sekwencja punktu rozgałęzienia zawierająca A jest rozpoznawana przez inne białka, a następnie zastępowana przez U2 snRNP.
Następnie kompleks snRNP U4 / U6 i U5 wiąże się ze złączem spawu 5' i pomaga w doprowadzeniu końca 5' do punktu rozgałęzienia A. Reakcja transestryfikacji między punktem rozgałęzienia A a miejscem splicingu 5' tworzy pętlę zwaną lariatem.
Następnie kolejna reakcja transestryfikacji zachodzi między końcem 3' eksonu w górę a końcem 5' następnego eksonu. To rozszczepia lariat zawierający intron, pozostawiając eksony połączone ze sobą.
From Chapter 14:
Now Playing
Gene Expression
54.5K Views
Gene Expression
139.1K Views
Gene Expression
122.8K Views
Gene Expression
71.8K Views
Gene Expression
71.6K Views
Gene Expression
32.5K Views
Gene Expression
50.4K Views
Gene Expression
62.5K Views
Gene Expression
22.0K Views
Gene Expression
29.9K Views
Gene Expression
25.6K Views
Gene Expression
45.8K Views