A splicing döntő folyamatot jelent az eukarióták magjában a transzkripció során, amelyben az érett mRNS előmRNS-ből származik. Ebben a folyamatban az intronokat, amelyek a transzkripció után még mindig jelen vannak az pre-mRNS-ben, eltávolítjuk, és a fennmaradó exonokat egyesítjük a végső mRNS képződéséhez.
Mi az illesztés?
Az első lépés gén kifejezést transzkripciónak nevezzük. Ebben a folyamatban az RNS szintetizálódik, DNS-t használva templátjaként. A molekuláris biológia központi dogmája, hogy a genetikai információ áramlása az információhordozó DNS-től az RNS-ig terjed a fehérjéig. Az első lépés gén kifejezés transzkripció. Ebben a folyamatban az RNS szintetizálódik, DNS-t használva templátként. A DNS a genetikai információ hordozója, amelyet a négyből álló kód segítségével tárolnak ott bázisok adenin, timin, guanin és citozin. A transzkripció során az RNS polimeráz fehérje komplex beolvassa a DNS bázis szekvenciáját, és előállítja a megfelelő „pre-messenger RNS-t” (röviden pre-mRNS). Ebben a folyamatban mindig az uracilt helyezik be a timin helyett. A gének exonokból és intronokból állnak. Az exonok a genetikai anyag azon részei, amelyek valóban genetikai információkat kódolnak. Az intronok viszont nem kódoló szakaszokat jelentenek az a-n belül gén. A DNS-en tárolt gének így hosszú szegmensekkel tarkítottak, amelyek nem felelnek meg egymásnak aminosavak a későbbi fehérjében, és nem járulnak hozzá a transzlációhoz. Egy génnek legfeljebb 60 intronja lehet, hossza 35 és 100,000 XNUMX nukleotid között van. Ezek az intronok átlagosan tízszer hosszabbak, mint az exonok. A transzkripció első lépésében képződött pre-mRNS, amelyet gyakran éretlen mRNS-nek is neveznek, továbbra is tartalmaz exonokat és intronokat. Itt kezdődik a kötés folyamata. Az intronokat el kell távolítani az pre-mRNS-ből, és a többi exont össze kell kapcsolni. Az érett mRNS csak ezután hagyhatja el a sejtmagot és kezdeményezheti a transzlációt. A splicingot többnyire a spliceosoma segítségével hajtják végre. Ez öt snRNP-ből áll (kis mag-ribonukleoprotein-részecskék). Ezen snRNP-k mindegyike egy snRNS-ből és fehérjék. Valami más fehérjék amelyek nem részei az snRNP-knek, szintén a spliceoszómák részei. A spliceoszómákat nagyobb és kisebb spliceoszómákra osztjuk. A fő spliceoszóma az összes emberi intron több mint 95% -át dolgozza fel, a kisebb spliceosoma főleg az ATAC intronokat kezeli. A splicing elmagyarázásáért Richard John Roberts és Phillip A. Sharp 1993-ban orvostudományi Nobel-díjat kapott .
Funkció és feladat
A hézagolás folyamán a spliceoszóma minden egyes alkalommal újra kialakul az egyes részeiből. Emlősökben az snRNP U1 először az 5'-toldási helyhez kapcsolódik, és megindítja a többi spliceosoma képződését. Az snRNP U2 az intron elágazási helyéhez kötődik. Ezt követően a tri-snRNP is kötődik. A spliceoszóma két egymást követő transzészterezéssel katalizálja a splicing reakciót. A reakció első részében egy oxigén atom egy 2′-OH csoportból adenozin az „elágazási pont szekvencia” (BPS) támadásaiból a foszfor egy foszfodiészter kötés atomja az 5'-toldási helyen. Ez felszabadítja az 5′-exont, és az intron kering. A oxigén Az 3′-exon immár szabad 5′-OH csoportjának atomja most a 3′-toldási helyhez kötődik, összekapcsolja a két exont és felszabadítja az intront. Az intront ezáltal egy schligen alakú konformációba, lariatnak hívják, amelyet később lebontanak. Ezzel szemben a spliceoszómáknak nincs szerepük az autokatalitikus splicingben (önillesztés). Itt az intronokat maga az RNS szekunder szerkezete zárja ki a transzlációból. A tRNS (transzfer RNS) enzimatikus splicingje az eukariótákban és az archeákban fordul elő, de nem baktériumok. A splicing folyamatának rendkívül pontosan kell végbemennie pontosan az exon-intron határon, mivel csak egyetlen nukleotid eltérése vezet hibás kódolására aminosavak és így a teljesen más kialakulásához fehérjék. Az pre-mRNS felosztása a környezeti hatásoktól vagy a szövet típusától függően változhat. Ez azt jelenti, hogy ugyanazon DNS-szekvenciából és így ugyanazból az pre-mRNS-ből különböző fehérjék képződhetnek. Ezt a folyamatot alternatív splicelésnek nevezzük. Egy emberi sejt körülbelül 20,000 30 gént tartalmaz, de az alternatív splicing miatt képes több százezer fehérje kialakítására. Az összes emberi gén körülbelül XNUMX% -a mutat alternatív splicinget. Az illesztésnek nagy szerepe volt az evolúció során. Az exonok gyakran a fehérjék egyes doménjeit kódolják, amelyek különböző módon kombinálhatók. Ez azt jelenti, hogy csak néhány exonból sokféle, teljesen különböző funkciójú fehérje állítható elő. Ezt a folyamatot nevezzük exon-keverésnek.
Betegségek és rendellenességek
Néhány öröklött betegség a kötéssel szoros kapcsolatban merülhet fel. A nem kódoló intronok mutációi általában nem vezet a fehérjeképződés hibáihoz. Ha azonban egy mutáció bekövetkezik az intron egy részében, amely fontos a splicing szabályozásához, akkor ez megtörténhet vezet az pre-mRNS hibás splicingjéhez. A kapott érett mRNS ezután hibás, vagy a legrosszabb esetben káros fehérjéket kódol. Ez a helyzet például néhány bétatípusnálthalassaemia, örökletes vérszegénység. Az ilyen módon felmerülő betegségek egyéb képviselői közé tartozik Ehlers-Danlos szindróma (EDS) II. És gerinc izom atrófia.
