Interested Article - Транс-сплайсинг

jan
  • 2020-12-31
  • 1

Транс-спла́йсинг — особая форма процессинга РНК у эукариот , в ходе которого экзоны из двух разных первичных транскриптов РНК соединяются конец к концу. В то время как при «нормальном» цис-сплайсинге процессингу подвергается одна молекула , в транс-сплайсинге происходит образование одной молекулы РНК из разных, не соединённых между собой предшественников мРНК . У некоторых организмов транс-сплайсингу подвергаются лишь некоторые мРНК, а у некоторых он происходит при созревании большинства мРНК .

Механизм

Схема транс-сплайсинга у Trypanosoma brucei

Рассмотрим механизм транс-сплайсинга на примере трипаносомы . На 5'-концах незрелых мРНК у этого организма есть последовательность, отсутствующая у зрелых транскриптов. По сути, эта последовательность представляет собой интрон , находящийся на конце молекулы мРНК (такие интроны называют аутронами ). В составе аутрона имеется аденозин , который обозначает точку ветвления у обычных интронов, а правее него находится последовательность, похожая на правую экзон -интронную границу. Вместо 5'-концевых аутронов в зрелых мРНК находится 5'-концевой фрагмент длиной 39 нуклеотидов , который называется мини-экзоном или SL-последовательностью (от англ. splicing leader ). Этот фрагмент считывается с около 200 участков, разбросанных по всему геному . На границе мини-экзонов и остальной части транскрипта, содержащего мини-экзон, находится последовательность, по нуклеотидному составу соответствующая левой экзон-интронной границе .

При созревании транскрипта аденозин, находящийся в точке ветвления аутрона, осуществляет своей 3'- гидроксильной группой нуклеофильную атаку по границе мини-экзона с остальной частью содержащего его транскрипта. 3'-OH мини-экзон, появившийся после первой нуклеофильной атаки, атакует между экзоном и лассо. Благодаря этому мини-экзон соединяется с остальными экзонами исходной мРНК, а интрон удаляется в виде Y-образной структуры .

Транс-сплайсинг у трипаносом опосредован малыми ядерными РНК (мяРНК), структурно и функционально похожими на , и . Роль других мяРНК, необходимых для сплайсинга, выполняет сама интронная последовательность: в её вторичной структуре есть характерные стебли и петли, похожие на консервативные домены U1 и U5 .

У нематоды Caenorhabditis elegans в ходе транс-сплайсинга к 5'-концу транскрипта пришивается экзогенная лидерная последовательность длиной 22 нуклеотида .

Транс-сплайсинг транскриптов cox3 у динофлагелляты Karlodinium micrum

У динофлагелляты Karlodinium micrum процессинг транскриптов митохондриального гена ( cox3 ) включает транс-сплайсинг. Полноразмерная мРНК cox3 образуется из двух транскриптов-предшественников: cox3H1—6 и cox37. Транс -сплайсинг cox3 был описан и у других динофлагеллят .

Распространение

Транс-сплайсинг обнаружен у ряда протист , например у представителей класса кинетопластид (в частности, у трипаносом), которые используют его для создания многообразных поверхностных антигенов и для переключения между разными морфологическими формами в ходе своего жизненного цикла . Ещё одна большая группа протистов, у которых есть транс-сплайсинг, — динофлагелляты. Они используют этот процесс для добавления лидерной последовательности из 22 нуклеотидов к 5′-концу матричных РНК. Интенсивное использование транс-сплайсинга динофлагеллятами и трипаносомами является, по-видимому, результатом конвергентной эволюции . Транс-сплайсинг есть и у родственных кинетопластидам эвгленовых , хотя в этой группе многие таксоны утратили эту способность . Из многоклеточных организмов транс-сплайсинг есть у плодовой мушки Drosophila melanogaster , круглых червей, включая C. elegans , плоских червей , бделлоидных коловраток , стрекающих , некоторых бокоплавов , веслоногих , гребнивиков и оболочников . Транс-сплайсинг не был найден в большинстве хорошо изученных групп живых организмов, таких как грибы , позвоночные и большинство членистоногих . Транс-сплайсинг также обнаружен в хлоропластах водорослей и высших растений .

Функции

Функциональное значение транс-сплайсинга в настоящее время неизвестно. Высказываются предположения, что лидерная последовательность, добавляемая к транскриптам, обеспечивает транспорт мРНК из ядра в цитоплазму или необходима для трансляции этих мРНК . Возможно, по механизму транс-сплайсинга могут образовываться некоторые онкогенные гибридные транскрипты .

Возможно, транс-сплайсинг можно использовать для генной терапии , чтобы исправлять мРНК мутировавших генов .

Примечания

  1. ↑ , с. 139.
  2. , с. 139—140.
  3. ↑ , с. 140.
  4. Jackson C. J., Gornik S. G., Waller R. F. // Genome biology and evolution. — 2012. — Vol. 4, № 1. — P. 59—72. — doi : . — . [ ]
  5. Wisecaver J. H., Hackett J. D. // Annual review of microbiology. — 2011. — Vol. 65. — P. 369—387. — doi : . — . [ ]
  6. ↑ Douris V. , Telford M. J. , Averof M. (англ.) // Molecular Biology and Evolution. — 2009. — 25 November ( vol. 27 , no. 3 ). — P. 684—693 . — ISSN . — doi : . [ ]
  7. Gao J. L. , Fan Y. J. , Wang X. Y. , Zhang Y. , Pu J. , Li L. , Shao W. , Zhan S. , Hao J. , Xu Y. Z. (англ.) // Genes & Development. — 2015. — 1 April ( vol. 29 , no. 7 ). — P. 760—771 . — doi : . — . [ ]
  8. Tadini L. , Ferrari R. , Lehniger M. K. , Mizzotti C. , Moratti F. , Resentini F. , Colombo M. , Costa A. , Masiero S. , Pesaresi P. (англ.) // Planta. — 2018. — July ( vol. 248 , no. 1 ). — P. 257—265 . — doi : . — . [ ]
  9. Li H. , Wang J. , Mor G. , Sklar J. (англ.) // Science (New York, N.Y.). — 2008. — Vol. 321, no. 5894 . — P. 1357—1361. — doi : . — . [ ]
  10. Rickman D. S. , Pflueger D. , Moss B. , VanDoren V. E. , Chen C. X. , de la Taille A. , Kuefer R. , Tewari A. K. , Setlur S. R. , Demichelis F. , Rubin M. A. (англ.) // Cancer research. — 2009. — Vol. 69, no. 7 . — P. 2734—2738. — doi : . — . [ ]
  11. Iwasaki R. , Kiuchi H. , Ihara M. , Mori T. , Kawakami M. , Ueda H. (англ.) // Biochemical and biophysical research communications. — 2009. — Vol. 384, no. 3 . — P. 316—321. — doi : . — . [ ]
  12. Liemberger B. , Piñón Hofbauer J. , Wally V. , Arzt C. , Hainzl S. , Kocher T. , Murauer E. M. , Bauer J. W. , Reichelt J. , Koller U. (англ.) // International Journal Of Molecular Sciences. — 2018. — 7 March ( vol. 19 , no. 3 ). — doi : . — . [ ]

Литература

  • Миронова Л. Н., Падкина М. В., Самбук Е. В. РНК: синтез и функции. — СПб. : Эко-вектор, 2017. — 287 с. — ISBN 978-5-906648-29-7 .
  • Yang Y. , Walsh C. E. (англ.) // Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy. — 2005. — Vol. 12, no. 6 . — P. 1006—1012. — doi : . — . [ ]
  • Wally V. , Murauer E. M. , Bauer J. W. (англ.) // The Journal of investigative dermatology. — 2012. — Vol. 132, no. 8 . — P. 1959—1966. — doi : . — . [ ]
Источник —

jan
  • 2020-12-31
  • 1
  • Tags:

Same as Транс-сплайсинг

The title for the last searches