Съдържание
- Основно разбиране за алтернативно сплайсиране
- Прескачане на Exon
- Взаимно изключителни екзони
- Алтернативни 3 'сайтове за приемници
- Алтернативни 5 'донорски сайтове
- Задържане на интрон
Алтернативното сплайсиране е неразделен компонент на биоразнообразието. Различни видове използват тези механизми за извършване на регулаторни функции. Основното предимство на сплайсинга е, че от един ген могат да се образуват множество протеини чрез сплайсиране на интрони и екзони. Тези механизми обаче могат да причинят и различни заболявания, ако се оставят нерегламентирани. Най-често срещаните механизми са прескачане на екзон, взаимно изключващи се екзони, алтернативни акцепторни сайтове, алтернативни донорни сайтове и задържане на интрони.
Основно разбиране за алтернативно сплайсиране
••• Comstock / Comstock / Гети изображенияНе е преувеличение да се каже, че без алтернативно сплайсиране биологичното разнообразие не би било възможно. Алтернативното сплайсиране може да произведе множество протеини от един ген. Тази гъвкавост позволява на един и същ ген да допринася за различни черти. Това е възможно поради екзони, които представляват участъци от нуклеотиди, които остават в продукта на РНК, и интрони, които се отстраняват чрез сплайсиране на РНК. Има много видове алтернативни сплайси, които допринасят за биоразнообразието в еукариотите. Активаторите, като стартовия кодон AUG, в мястото на сплайс насърчават сплайсирането. Тези механизми варират във всяка ситуация и се смята, че регулират клетъчните функции въз основа на конкретни условия. Въпреки това, неправилното сплайсиране може да допринесе и за различни заболявания, включително рак.
Прескачане на Exon
Този механизъм е известен още като касетъчен екзон, при който по време на транскрипцията се отделя екзон от гена. Пример за това може да бъде dsx гена в D. melanogaster (плодова муха). Мъжките имат екзони 1, 2, 3, 5 и 6, докато жените имат 1, 2, 3 и 4. Полиаденилиран сигнал в екзон 4 причинява спирането на транскрипцията в тази точка. Екзон 4 се добавя при жени поради един от активаторите, присъстващ само при жени, а не при мъже.
Взаимно изключителни екзони
••• Thomas Northcut / Lifesize / Гети изображенияВ случай на взаимно изключващи се екзони, само един от два последователни екзона се запазва по време на транскрипцията. Пример е регулирането на екзони 8а и 8 в CaV1.2 калциевите канали. При синдрома на Тимоти алтернативните форми на тези два екзона могат да доведат до различни симптоми на заболяването, което причинява нарушаване на калциевата хомеостаза, необходима за свиване на мускулите. И двата екзона не могат да съществуват при пациенти; само един от тях е транскрибиран, въпреки че и двете присъстват в гена.
Алтернативни 3 'сайтове за приемници
Използва се свързващото съединение в 3 'края, променяйки 5' границата на низходящия екзон. Пример за това е трансформаторният (Tra) активатор протеин, присъстващ при жени от D. melanogaster (плодова муха). Оригиналният ген за Tra съдържа два акцепторни сайта, където генът може да се раздели по време на транскрипцията. Мъжките използват сайта на акцептора нагоре, който включва кодон за ранно спиране. Това образува нефункционален протеин. Женските използват мястото на акцепторите надолу по веригата, което кара стоп кодона да се изрязва като част от интрона, образувайки функциониращ Tra протеин.
Алтернативни 5 'донорски сайтове
••• Изображения на Comstock / Comstock / Гети изображенияИзползва се свързващото съединение при 5 ', променяйки 3' границата на възходящия екзон. Докато алтернативните акцепторни сайтове водят до малки вариации в протеиновите последователности, алтернативните донорни сайтове могат да доведат до драстични разлики в протеиновата последователност и структура, защото могат да причинят изместване на рамката. Пример за това може да бъде алтернативното свързване на донора на ген на BTNL2. Използването на сайта нагоре по течението вместо мястото надолу по веригата води до съкратен протеин без С-терминален IgC домейн или трансмембранна спирала. Това води до предразположение към хронично възпалително заболяване.
Задържане на интрон
Подобно на прескачането на екзон, екзонът се задържа в иРНК, но за разлика от прескачането на екзон, екзонът не е свързан с интрони. Ако интрони са съществували, те често се кодират в кодиращите региони сред аминокиселините на близки по екзони, стоп кодон или изместване в рамката за четене, причинявайки протеинът да стане нефункционален. Това е най-малко разпространеният механизъм за алтернативно сплайсиране.