8.16: Структура хроматина регулирует процессинг пре-мРНК
В эукариотических клетках возникающие транскрипты мРНК должны претерпеть множество посттранскрипционных модификаций, чтобы достичь цитоплазмы клетки и транслироваться в функциональные белки. Долгое время транскрипция и пре-мРНК-процессинг считались двумя независимыми событиями, которые происходят последовательно в клетке. Однако теперь точно установлено, что транскрипция и процессинг пре-мРНК - это два одновременных процесса, которые точно регулируются внутри клетки.
Структура хроматина, особенно расположение нуклеосом и модификации гистонов в гене, может существенно контролировать скорость работы РНК-полимеразы и процессинга пре-мРНК в сайте транскрипции. Специфические модификации гистонов на экзон-специфичных нуклеосомах помогают привлекать факторы сплайсинга в сайты сплайсинга и играть активную роль в отборе экзонов во время сплайсинга. Например, деацетилирование гистонов приводит к плотной структуре хроматина. Это замедляет активность РНК-полимеразы, давая достаточно времени для привлечения факторов сплайсинга даже на слабые сайты сплайсинга, что приводит к включению альтернативных экзонов в зрелую мРНК. Напротив, ацетилирование гистонов приводит к более открытой структуре хроматина, что обеспечивает более быструю активность РНК-полимеразы и привлечение факторов сплайсинга только к сильным сайтам сплайсинга, что приводит к исключению альтернативных экзонов. Следовательно, структура хроматина играет важную роль как в конститутивном, так и в альтернативном сплайсинге пре-мРНК и регулирует паттерны экспрессии генов в клетке.
Другим примером регуляции сплайсинга РНК структурой хроматина является обильное триметилирование лизина 36 гистона H3 в нуклеосомах, которое помогает привлекать факторы сплайсинга в сайт сплайсинга. Мутации в процессе метилирования гистона H3 могут нарушить процесс сплайсинга и привести к сохранению интронов в зрелой мРНК.
В целом регулирование процессинга пре-мРНК, особенно сплайсинга, приводит к созданию разнообразного пула транскриптов мРНК и, следовательно, огромному разнообразию белков из ограниченного набора генов.
