Сплайсингът представлява решаващ процес по време на транскрипция в ядрото на еукариотите, при който зрялата иРНК излиза от пре-иРНК. В този процес интроните, които все още присъстват в пре-иРНК след транскрипция, се отстраняват, а останалите екзони се комбинират, за да образуват крайната иРНК.
Какво е снаждане?
Първата стъпка в ген израз се нарича транскрипция. В този процес се синтезира РНК, като се използва ДНК като негов шаблон. Централната догма на молекулярната биология е, че потокът от генетична информация е от носителя на информация ДНК към РНК към протеин. Първата стъпка в ген изразът е транскрипция. В този процес се синтезира РНК, като се използва ДНК като шаблон. ДНК е носител на генетична информация, която се съхранява там с помощта на код, състоящ се от четирите бази аденин, тимин, гуанин и цитозин. По време на транскрипцията, РНК полимеразният протеинов комплекс отчита основната последователност на ДНК и произвежда съответната „РНК преди пратеника“ (накратко pre-mRNA). В този процес винаги се вкарва урацил вместо тимин. Гените са съставени от екзони и интрони. Екзоните са онези части от генетичния материал, които всъщност кодират генетична информация. Интроните, от друга страна, представляват некодиращи секции в a ген. По този начин гените, съхранявани в ДНК, са осеяни с дълги сегменти, които не отговарят аминокиселини в по-късния протеин и не допринасят за транслацията. Един ген може да има до 60 интрона с дължина между 35 и 100,000 XNUMX нуклеотида. Средно тези интрони са десет пъти по-дълги от екзоните. Пред-мРНК, образувана в първата стъпка на транскрипция, също често наричана незряла иРНК, все още съдържа както екзони, така и интрони. Тук започва процесът на снаждане. Интроните трябва да бъдат отстранени от пре-иРНК, а останалите екзони трябва да бъдат свързани заедно. Само тогава зрялата иРНК може да напусне ядрото и да инициира транслация. Сплайсингът се извършва най-вече с помощта на сплайцозомата. Той се състои от пет snRNP (малки ядрени рибонуклеопротеинови частици). Всеки от тези snRNP се състои от snRNA и протеини. Някой друг протеини които не са част от snRNP, също са част от сплайцозомата. Сплицеозомите се делят на големи и малки сплицеозоми. Основните сплайсозоми обработват повече от 95% от всички човешки интрони, а малките сплайцозоми обработват главно ATAC интрони. За обяснение на сплайсинга Ричард Джон Робъртс и Филип А. Шарп получиха Нобелова награда за медицина през 1993 г. За своите изследвания върху алтернативното сплайсинг и каталитичното действие на РНК Томас Р. Чех и Сидни Алтман получиха Нобелова награда за химия през 1989 г. .
Функция и задача
В процеса на сплайсинг, сплайсозомата се образува наново всеки път от отделните й части. При бозайниците snRNP U1 първо се прикрепя към 5'-сплайсинговото място и инициира образуването на останалата част от сплайцозомата. SnRNP U2 се свързва с мястото на разклоняване на интрона. След това се свързва и tri-snRNP. Сплицеозомата катализира реакцията на сплайсинг чрез две последователни трансестерификации. В първата част на реакцията, един кислород атом от 2′-OH групата на an аденозин от атаките на „последователност на разклонени точки“ (BPS) a фосфор атом на фосфодиестерна връзка в 5'-сплайс мястото. Това освобождава 5′-екзона и интронът циркулира. The кислород атом на свободната 3'-OH група на 5'-екзона сега се свързва с 3'-сплайсинг мястото, свързвайки двата екзона и освобождавайки интрона. По този начин интронът се въвежда в конформация с форма на шлиген, наречена лариат, която впоследствие се разгражда. За разлика от това, сплайкозомите не играят никаква роля в автокаталитичното сплайсинг (самоплициране). Тук интроните са изключени от транслация от вторичната структура на самата РНК. Ензимното сплайсинг на тРНК (трансферна РНК) се случва в еукариотите и археите, но не и в бактерии. Процесът на сплайсинг трябва да се извършва с изключителна прецизност точно на границата екзон-интрон, тъй като отклонение само с един нуклеотид би олово към неправилното кодиране на аминокиселини и по този начин до формирането на съвсем различни протеини. Сплайсингът на пре-иРНК може да варира поради влиянието на околната среда или типа тъкан. Това означава, че различни протеини могат да се образуват от една и съща ДНК последователност и по този начин една и съща пре-иРНК.Този процес се нарича алтернативно сплайсинг. Човешката клетка съдържа около 20,000 30 гена, но е способна да образува няколкостотин хиляди протеини поради алтернативно сплайсинг. Около XNUMX% от всички човешки гени показват алтернативно снаждане. Срастването е изиграло важна роля в хода на еволюцията. Екзоните често кодират единични домейни на протеини, които могат да се комбинират по различни начини. Това означава, че само от няколко екзона може да се генерира голямо разнообразие от протеини с напълно различни функции. Този процес се нарича разбъркване на екзони.
Болести и разстройства
Някои наследствени заболявания могат да възникнат в тясна връзка със снаждането. Мутациите в некодиращите интрони обикновено не са олово до дефекти в образуването на протеини. Ако обаче възникне мутация в част от интрона, която е важна за регулирането на сплайсинга, това може олово до дефектно сплайсинг на пре-иРНК. След това получената зряла иРНК кодира дефектни или в най-лошия случай вредни протеини. Такъв е случаят, например, при някои видове бета-таласемия, наследствен анемия. Други представители на заболявания, които възникват по този начин, включват Синдром на Ehlers-Danlos (EDS) тип II и гръбначна мускулна атрофия.
