Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

14.9: Сплайсинг РНК
СОДЕРЖАНИЕ

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content.

Education
RNA Splicing
 
ТРАНСКРИПТ

14.9: Сплайсинг РНК

Обзор

Процесс редактирования эукариотической РНК до перевода белка называется сращиванием. Он удаляет регионы, которые не код для белков и патчи белков кодирования регионов вместе. Сращивание также позволяет несколько вариантов белка, которые будут выражены из одного гена и играет важную роль в развитии, дифференциации тканей, и адаптации к экологическому стрессу. Ошибки в сращивании могут привести к таким заболеваниям, как рак.

РНК, транскрибированная из эукариотической ДНК, претерпевает несколько изменений

РНК-нить, транскрибированная из эукариотической ДНК, называется первичной стенограммой. Первичные стенограммы, назначенные для того, чтобы стать мРНК, называются прекурсором мессенджера РНК (pre-mRNA). Предварительно мРНК затем обрабатывается для формирования зрелой мРНК, которая подходит для перевода белка. Эукариотическая премРНК содержит чередующиеся последовательности экзонов и интронов. Экзоны являются нуклеотидных последовательностей, код для белков в то время как интроны являются некодирующих регионов. РНК сращивания является процесс, с помощью которого интроны удаляются и экзоны патч вместе.

Сращивание происходит в ядре

Сращивание опосредовано сплайеосом – комплексом белков и РНК, называемыми небольшими ядерными рибонуклеопротеинами (snRNPs). Сплайсом распознает специфические нуклеотидные последовательности на границах экзона/интрона. Во-первых, он связывается с GU-содержащей последовательностью на 5' конце интрона и с последовательностью тока ветви, содержащей A к концу интрона 3' В ряде тщательно организованных шагов, другие snRNPs затем привести точку филиала близко к 5' сращивания сайта. Впоследствии химическая реакция расщепляет 5'конец интрона от его истока вверх по течению и прикрепляет его к точке ветви, образуя петлю, называемую лариатом. Чтобы освободить лариат, 3' конец вверх по течению экзон реагирует с AG-содержащей последовательности интрона близко к 5 'конец вниз по течению exon. Эта реакция патчи два экзона вместе и, таким образом, завершает процесс сращивания.

Сращивание позволяет выражение нескольких белков из одного гена

Процесс, с помощью которого различные комбинации экзонов в предварительной мРНК соединены для формирования зрелой мРНК, называется альтернативным сращиванием. Альтернативное сращивание производит несколько различных белков из одной предварительной стенограммы мРНК.

Как правило, экзоны объединяются в порядке, в котором они появляются в гене. Однако, во время альтернативного сращивания, эта предпочтительная последовательность экзонов может быть изменена. Различные модели альтернативного сращивания включают exon пропуск, альтернативные 5' или 3' сращивания сайтов, и удержания интрона. Эти узоры руководствуются длиной экзонов или интронов и прочностью сращивания участков. Следовательно, экзоны, которые короче, чем другие экзоны могут быть упущены сплайосомы и опущены из зрелой мРНК. В отличие от этого, интроны, которые значительно короче, чем другие интроны, могут уклоняться от удаления сплайосомой и сохраняются в зрелой мРНК.

Сила сращивания сайтов определяется сохранением последовательности вокруг альтернативных экзонов; они влияют на 5' или 3' сращивания сайтов, выбранных сплайосомы. Таким образом, альтернативное сращивание генерирует варианты зрелой мРНК, которые были скопированы с того же участка ДНК.

Во время перевода варианты последовательности РНК производят различные белки с дополнительными или меньшими аминокислотами, сдвигами в считывании или преждевременным стоп-кодоном. Это генерирует белковые изоформы с различными биологическими свойствами, включая функцию, клеточную локализацию и взаимодействие с другими белками. Альтернативное сращивание играет жизненно важную роль в экспрессии генов, тем самым контролируя развитие органов, выживание клеток или распространение, а также адаптацию к изменениям окружающей среды.

Аномальное сращивание может вызвать заболевания

Ошибки в сращивании могут быть вызваны мутациями в самом гене или в регуляторных элементах, контролирующих экспрессию гена. Мутация, которая происходит в экзон или интрон последовательности cisконкретного гена стенограммы называется цис-мутации. Мутация в сращивании машины влияет на несколько генов и называется транс-мутации.

Ошибки в сращивании производят аномальные белковые изоформы, которые могут способствовать заболеваниям, в том числе раку. Например, альтернативное сращивание гена BCL2L1 генерирует длинный и короткий белок изоформ-BCL-XL и BCL-XS,соответственно, с помощью альтернативных 5' сращивания сайтов. Более длинная изоформа BCL-XL способствует выживанию клеток и высоко выражена в нескольких видах рака (например, рак крови, молочной железы и печени). Выражение короткой изоформы BCL-XS, способствуют гибели клеток, подавляется при раке.


Литература для дополнительного чтения

Tags

RNA Splicing Eukaryotes Exons Introns Spliceosome SnRPRs Small Nuclear Ribonucleoproteins Five Prime End Branch Point Three Prime End Splice Site Lariat Precursor Messenger RNAs (pre-mRNAs) Translation Into Protein

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter