2) последовательности ДНК, участвующие в инициации/репрессии сплайсинга генов
3) особые белки, принимающие участие в образовании синаптонемного комплекса
4) белки, продукты других генов, регулирующие процесс распознания сайта сплайсинга
Правильный ответ — последовательности пре-мРНК, регулирующие распознавание участков сплайсинга. Энхансеры и сайленсеры сплайсинга являются цис-регуляторными элементами: они расположены в составе транскрипта и могут находиться как в экзонах, так и во внутриэкзонных интронных областях. Экзонные энхансеры сплайсинга (ESE) и интронные энхансеры (ISE) повышают вероятность включения прилежащего экзона, тогда как экзонные и интронные сайленсеры (ESS и ISS) подавляют его распознавание.
Регуляторные последовательности распознаются транс-действующими белками, прежде всего белками семейства SR и некоторыми гетерогенными ядерными рибонуклеопротеинами (hnRNP). Эти факторы способствуют или препятствуют привлечению компонентов сплайсосомы к 5′- и 3′-границам интрона, точке ветвления и полипиримидиновому тракту. Поэтому сами белки не называются энхансерами или сайленсерами: они являются посредниками, реализующими действие соответствующих РНК-элементов.
Важно отличать регуляторные элементы от конститутивных сигналов сплайсинга — 5′-сайта с преимущественно нуклеотидной последовательностью GU, точки ветвления, полипиримидинового тракта и 3′-сайта с AG. Нарушение ESE или ESS вследствие патогенного варианта может привести к пропуску экзона, включению криптического сайта сплайсинга или задержке интрона, что лежит в основе многих наследственных заболеваний. Вариант с указанием ДНК описывает источник генетической информации, но не непосредственный субстрат регуляции, а указание на белки характеризует транс-факторы сплайсинга.
| Элемент или фактор | Локализация | Основная функция | Механизм действия | Диагностическое и клиническое значение |
|---|---|---|---|---|
| Экзонный энхансер сплайсинга (ESE) | В пределах экзона | Усиливает включение экзона | Связывает активирующие факторы, часто белки SR, и облегчает сборку сплайсосомы | Патогенный вариант может вызвать пропуск экзона или изменить соотношение изоформ |
| Интронный энхансер сплайсинга (ISE) | В интронной последовательности | Повышает эффективность распознавания соседнего экзона или сайта сплайсинга | Привлекает активирующие РНК-связывающие белки и стабилизирует взаимодействие с пре-мРНК | Учитывается при интерпретации вариантов в интронных областях |
| Экзонный сайленсер сплайсинга (ESS) | В пределах экзона | Подавляет включение экзона | Связывает репрессорные факторы, часто hnRNP, и препятствует рекрутированию сплайсосомы | Изменение последовательности может привести к аберрантному включению экзона |
| Интронный сайленсер сплайсинга (ISS) | В интронной последовательности | Снижает вероятность использования определённого сайта | Репрессорный комплекс маскирует регуляторную область или мешает взаимодействию факторов сплайсинга | Может быть причиной нарушения сплайсинга при интронных вариантах |
| Канонические сигналы сплайсинга | Границы интрона, точка ветвления, полипиримидиновый тракт | Формируют базовые ориентиры для сплайсосомы | Распознаются малыми ядерными рибонуклеопротеинами и дополнительными факторами | Их повреждение обычно оценивают отдельно от изменений ESE, ESS, ISE и ISS |
| Транс-действующие факторы | Ядро клетки; связываются с пре-мРНК | Передают регуляторный эффект РНК-элементов | SR-белки преимущественно активируют, hnRNP часто репрессируют сплайсинг, но эффект зависит от контекста | Нарушение экспрессии или функции этих белков может вызывать множественные дефекты сплайсинга |
Таким образом, энхансеры и сайленсеры сплайсинга представляют собой участки пре-мРНК, а не самостоятельные белки или нерегуляторные участки ДНК. Их действие определяется последовательностью, положением относительно экзона и составом связывающихся факторов. Один и тот же элемент может проявлять различный эффект в зависимости от клеточного типа и набора экспрессируемых белков. При оценке патогенности вариантов необходимо анализировать не только канонические сайты, но и регуляторные элементы альтернативного сплайсинга.