Przeprogramowanie RNA przez RNA za pomocą transkrybowania RNA za pośrednictwem splicosomów ad

Pokazano strukturę pre-mRNA, która jest syntetyzowana przez polimerazę II RNA. 5. koniec pre-mRNA jest określany przez inicjację transkrypcji i modyfikowany przez strukturę czapeczki (27). The 3. koniec jest tworzony i modyfikowany przez cięcie i poliadenylację (poli A). Introny są usuwane w splicingu pre-mRNA w celu uzyskania mRNA. Średnio introny są dłuższe niż 3 000 nukleotydów. 5. i 3. eksony terminalne (1 i 4) o średniej długości 300 nukleotydów; wewnętrzne eksony (2 i 3) mają średnio 145 nukleotydów długości (14, 15). Introny w pre-mRNA są usuwane z pierwotnych transkryptów poprzez dwie reakcje przeniesienia fosforylu, znane również jako etap i etap 2 (Figura 2) (16). Reakcje te, katalizowane przez spliceosom, muszą dokładnie wyciąć introny w celu wytworzenia funkcjonalnych mRNA. Wybór miejsc składania przez spliceosom jest prowadzony przez elementy sekwencji, które definiują 5. miejsca łączenia i 3. miejsca składania (rysunek 3). Konsensusowa sekwencja dla 5. miejsca splicingowe głównych klas intronów pre-mRNA obejmują sekwencję ośmiu nukleotydów (AG | GURAGU, gdzie | | | jest miejscem splicingu) (14, 17). Konsensus dla 3. miejsce splicingu obejmuje trzy elementy: sekwencję rozgałęzioną, sekwencję polipirymidynową i sekwencję czterech nukleotydów w pozycji 3. miejsce składania (YAG | G) (17). Mimo że te elementy sekwencji odpowiadają konsensusowi, istnieje znaczna zmienność (17). Zdolność spliceosomu do rozpoznawania wariantów miejsc składania wskazuje na wszechstronność tego enzymu i sugeruje, że SMaRT można zastosować do wielu, a być może do wszystkich pre-mRNA zawierających intron (patrz figura 3). Figura 2 Zarówno reakcje cis-splicingu, jak i trans-splicingu zachodzą za pośrednictwem dwóch reakcji przeniesienia fosforylu. (a) Reakcja cis. Schemat dwóch reakcji przeniesienia fosforylu wymaganych do usunięcia intronu (16). Eksony są oznaczone jako ramki (pierwszy lub 5. Ek jest szary, a drugi lub 3. Ek jest czarny), a intron jest przedstawiony jako linia. W pierwszej reakcji (krok 1), 2. Grupa OH wypukłej adenozyny w punkcie rozgałęzionym atakuje 5. fosforan pierwszej reszty intronu tworzący związek pośredni lasso i. wolny. 5. ekson. Lasso zawiera rozgałęzioną adenozynę, tak zwaną, ponieważ jest połączona przez konwencjonalne 5. i 3. linki, ale zawiera także 2. -5. połączenie z pierwszą resztą intronu (patrz odnośnik 16 dla szerszego omówienia reakcji splicingu). W drugim kroku 3. Grupa OH ostatniej pozostałości. 5. Egon atakuje 5. fosforan pierwszej reszty drugiego eksonu, tworząc produkt z dwoma egzonami zligowanymi i uwalniającymi intron jako lariat. (b) Transakcja. Schemat dwóch reakcji przenoszenia fosforylu wymaganych dla SMaRT. Ikony są takie, jak opisano powyżej, z wyjątkiem tego, że ekson trans-splicingu lub inwazji jest pokazany jako czerwone pole. W kroku 1, 2. Grupa OH wypukłej lub rozgałęzionej adenozyny jest znowu nukleofilem i atakuje 5. fosforan pierwszej reszty intronu w drugiej cząsteczce RNA (ta cząsteczka może być identyczna w sekwencji do pierwszej lub może to być zupełnie inny RNA). Ponieważ reakcja zachodzi w trans, rozgałęziona cząsteczka jest teraz cząsteczką w kształcie litery Y, a nie lasso. Etap 2 prowadzi się jak opisano dla etapu 2 w reakcji cis; jednak produkt egzonowy zawiera sekwencje z dwóch RNA. Figura 3 Sekwencje Consensus w i wokół miejsc splicingowych w intronach jądrowych pre-mRNA ssaków (17). Dwa typy intronów, zależne od U2 i zależne od U12, są splicowane przez dwa spliceosomy, które dzielą niektóre składniki. Introny zależne od U2 są zdecydowanie bardziej rozpowszechnione. Chociaż wszystkie opublikowane dotychczas reakcje SMaRT są ukierunkowane na introny zależne od U2, istnieje powód, by uważać, że introny zależne od U12, które stanowią 0,1% intronów (14), będą również dostępne dla ukierunkowanego SMaRT. Nieprzewidzianą lekcją z sekwencjonowania ludzkiego genomu było uświadomienie sobie, że większość pierwotnych transkryptów jest alternatywnie splicowanych (ryc. 4) (14, 15, 18). Badanie transkryptów pochodzących z 245 genów w chromosomie 22 wykazało, że 145 genów (59%) kodowało transkrypty z alternatywnym splicingiem (14). Alternatywne splicing generuje różne mRNA z jednego genu, co prowadzi do produkcji białek o różnych, a nawet antagonistycznych funkcjach. Przykład na Fig. 4 pokazuje hipotetyczny gen z czterema eksonami (oznaczonymi 1. 4) prowadzący do wytworzenia dwóch mRNA (1. 2. 4 lub 1. 3. 4) poprzez wyłączne zastosowanie eksonów 2 i 3. Implikacje alternatywnego splicingu i jego wysokiej częstotliwości w ludzkim genomie są dalekosiężne. Dogmat – jeden gen, jeden łańcuch polipeptydowy. nie jest jedynie regułą z wyjątkami. w ludzkim genomie jest wyjątkiem od reguły
[podobne: rezonans magnetyczny otwarty warszawa, ergonomia stanowiska pracy biurowej, rozgrzewka przed ćwiczeniami ]
[podobne: ergonomia stanowiska pracy biurowej, ile kalorii ma chleb żytni, gimnastyka korekcyjna zestaw ćwiczeń ]