Сплайсинг

Файл:Gen CDK4.jpg

‎Схема расположения кодирующих белок (экзоны) и некодирующих белок (интроны, 3' и 5' нетранслируемые области [1]) в гене человека CDK4

Сплайсинг — созревание информационной РНК (мРНК) у эукариот, в процессе которого путём биохимических реакций с участием РНК и белков из иРНК удаляются участки, не кодирующие белок (интроны) и соединяются друг с другом экзоны. Таким образом предшественник иРНК превращается в зрелую иРНК, с которой считываются (транслируются) белки клетки.

Введение

Работа Шарпа и Робертса, опубликованная в 1977 году, показала, что гены высших организмов «рассеяны», т. е. хранятся в нескольких различных участках ДНК. Кодирующие отрезки гена перемежаются с некодирующей ДНК, которая не используется при экспрессии белков. «Рассеянная» структура гена была обнаружена, когда аденовирусная мРНК была скрещена с фрагментами моноспирали ДНК, оставшимися после воздействия эндонуклеазы. <ref name="Berget"> </ref>. После такого скрещивания выяснилось, что мРНК-участки этих гибридных молекул мРНК-ДНК содержат 5'- и 3'-концы участков, не обладающие водородными связями. Более длинные отрезки ДНК при гибридизации закольцовывались и образовывали ответвления. Стало ясно, что эти закольцованные участки, содержащие ненужные последовательности, извлекаются из пре-мРНК в результате процесса, который и был назван «сплайсингом». Впоследствии было также выяснено, что рассеянная структура крайне широко распространена у эукариотических генов.

Варианты сплайсинга

В природе обнаружены несколько вариантов сплайсинга. Какой из них будет проходить в каждом случае зависит от структуры интрона и катализатора, необходимого для реакции.

Сплайсосомные интроны

Сплайсосомные интроны часто находятся в генах, кодирующих белки. Для сплайсинга необходимо наличие специальных 3'- и 5' - последовательностей. Сплайсинг катализируется сплайсосомой - большим комплексом между РНК и белками, состоящим из пяти малых ядерных рибонуклеопротеидов (мяРНП). РНК-составляющая мяРНПов взаимодействует с интроном и, возможно, участвует в катализе. Обнаружены два типа сплайсосом (главная и дополнительная), отличающиеся по входящим в их состав мяРНП.

Главная сплайсосома принимает участие в сплайсинге интронов, содержащих гуанин и урацил (GU) в 5 сайте и аденин и гуанин (AU) в 3 сплайсинг-сайте. Она состоит из мяРНП: U1, U2, U4, U5 и U6.

Один из белков сплайсосомы, присоединённый к участку РНК. Разные домены белка выделены различными цветами, РНК - вертикальная молекула в правой части рисунка