A splicing (az angol splice szóból - valaminek a végeinek összeillesztése vagy ragasztása) az a folyamat, amikor bizonyos nukleotidszekvenciákat kivágnak az RNS -molekulákból, és összekapcsolják azokat a szekvenciákat, amelyek az RNS-feldolgozás során az "érett" molekulában maradnak . Ez a folyamat leggyakrabban a mátrix vagy információs RNS ( mRNS ) érése során megy végbe eukariótákban , miközben az RNS-t és fehérjéket érintő biokémiai reakciók eltávolítják a fehérjét nem kódoló mRNS szakaszokat ( intronokat ), és összekapcsolják egymással az aminosavat. szakaszokat kódoló szekvencia - exonok . Így az éretlen pre-mRNS érett mRNS-vé alakul, amelyből kiolvassák ( lefordítják )) sejtfehérjék. A prokarióták legtöbb fehérjét kódoló génje nem rendelkezik intronokkal, ezért a pre-mRNS splicing ritka bennük. A transzfer RNS-ek ( tRNS -ek ) [1] és más nem kódoló RNS- ek splicingje az eukarióták, baktériumok és archaea képviselőiben is megtalálható.
Sharp és Roberts 1977 -ben publikált munkája kimutatta, hogy a magasabb rendű élőlények génjei "nem folytonos" szerkezettel rendelkeznek: a gén kódoló szegmensei nem kódoló DNS -sel vannak tarkítva , amelyet nem használnak a génexpresszióban . A gén "nem folytonos" szerkezetét akkor fedezték fel, amikor az adenovírus -mRNS-t egyetlen DNS-szál fragmenseivel hibridizálták. Ennek eredményeként kiderült, hogy ezen hibrid kétszálú mRNS-DNS molekulák mRNS-régiói tartalmazzák a hidrogénkötést nem tartalmazó régiók 5'- és 3'-végét. A hibridizáció során a hosszabb DNS-szegmensek hurkoltak, és elágaztak. Világossá vált, hogy ezeket a "felesleges" szekvenciákat tartalmazó hurkos régiókat egy "splicing"-nek nevezett folyamat eredményeként vonják ki a pre-mRNS-ből. Ezt követően azt is megállapították, hogy a nem folytonos szerkezet rendkívül elterjedt az eukarióta génekben.
A splicing többféle változatát is megtalálták a természetben. Az, hogy melyik megy végbe, minden esetben az intron szerkezetétől és a reakcióhoz szükséges katalizátortól függ.
A spliceoszomális intronok gyakran megtalálhatók a fehérjéket kódoló génekben. Az illesztéshez specifikus 3' és 5' szekvenciák szükségesek. Az mRNS 5'-végének exonukleázok általi lebomlásával szembeni védelmében az 5'-sapka fontos szerepet játszik . Az összeillesztést a spliceoszóma katalizálja , amely RNS és fehérjék nagy komplexe, amely öt kis nukleáris ribonukleoproteint (snRNP) tartalmaz. Az snRNP RNS-komponense kölcsönhatásba lép az intronnal, és valószínűleg részt vesz a katalízisben. Kétféle spliceoszómát (fő és kiegészítő) találtak, amelyek a bennük lévő snRNP-kben különböznek egymástól.
A fő spliceoszóma részt vesz a guanint és uracilt (GU) tartalmazó intronok összeillesztésében az 5'-es helyen, valamint adenint és guanint (AG) a 3'-splicing helyen. SnRNP-kből áll: U1, U2, U4, U5 és U6.
Egyes eukarióta gének pre-mRNS-ei alternatív illesztésen eshetnek át . Ugyanakkor a pre-mRNS-ben lévő intronokat különböző alternatív kombinációkban vágják ki, amelyekben néhány exont is kivágnak. Egy pre-mRNS alternatív splicingjének különböző változatai fordulhatnak elő a szervezet különböző fejlődési időszakaiban vagy különböző szövetekben, valamint ugyanazon faj különböző egyedeiben [2] . A pre-mRNS alternatív splicing termékei nem működőképesek (ez a fajta alternatív splicing a Drosophilában az ivarmeghatározás során fordul elő ), de gyakran több mRNS és ezek fehérjetermékei képződnek egy gén alternatív pre-mRNS splicingje következtében. . [3]
Kimutatták, hogy az emberi gének 94%-a alternatív splicingnek van kitéve (a gének fennmaradó 6%-a nem tartalmaz intronokat). A Caenorhabditis elegans orsóféreg genomja a gének számát tekintve gyakorlatilag nem különbözik az emberi genomtól, azonban a gének mindössze 15%-a esik át a pre-mRNS alternatív splicingjén. Így az alternatív splicing lehetővé teszi a fehérje géntermékek diverzitásának növelését a genom méretének arányos növelése nélkül, beleértve a gén további másolatainak létrehozását. A többsejtű eukarióták alternatív splicingjének biológiai jelentése az, hogy ez a kulcsmechanizmus a fehérjék diverzitásának növelésében, és lehetővé teszi a génexpresszió komplex szabályozási rendszerét , beleértve a szövetspecifikus szabályozást is [4] .
A tetrahimén RNS ribozimaktivitással rendelkezik , és képes önmagát összeilleszteni, gyűrűbe záródik, és egyik végével kivágja az intronokat a másikból.
Az eukarióták splicing egy speciális formája , amelyben két különböző RNS-transzkriptum exonjait egymáshoz kapcsolják és ligálják .
| Transzkripció utáni módosítások | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Nukleáris |
| ||||||||
| Citoszolikus |
| ||||||||