2) утилизации неправильно ‘собранного’ белка
3) синтезе мРНК по матрице ДНК
4) вырезании из мРНК интронов и сшивании экзонов (+)
Сплайсинг — это этап посттранскрипционной обработки первичного транскрипта, или пре-мРНК, при котором некодирующие участки — интроны — удаляются, а кодирующие и сохраняемые участки — экзоны — соединяются в последовательную зрелую мРНК. Процесс происходит преимущественно в ядре и осуществляется сплайсосомой — рибонуклеопротеиновым комплексом, включающим малые ядерные РНК U1, U2, U4, U6 и U5. Для большинства интронов характерны консервативные сигналы: 5′-донорный участок с GU, точка ветвления с аденозином, полипиримидиновый тракт и 3′-акцепторный участок с AG.
Механизм включает две последовательные реакции трансэтерификации: образование промежуточной структуры интрона в виде лассо с участием аденозина точки ветвления и последующее сшивание соседних экзонов. В результате формируется зрелая мРНК, которая может быть экспортирована в цитоплазму и использована рибосомами для синтеза белка. Нарушения сайтов сплайсинга или регуляторных последовательностей приводят к пропуску экзона, сохранению интрона либо использованию криптического сайта и могут вызывать наследственные заболевания; для их подтверждения применяют анализ РНК, ОТ-ПЦР и секвенирование транскриптов.
| Процесс | Основной субстрат | Механизм | Результат и диагностическое значение |
|---|---|---|---|
| Сплайсинг | Пре-мРНК | Удаление интронов и соединение экзонов сплайсосомой | Образование зрелой мРНК; дефекты могут приводить к аберрантным транскриптам |
| 5′-кэпирование | Незрелый транскрипт | Присоединение 7-метилгуанозинового кэпа к 5′-концу | Защита РНК от деградации, участие в экспорте и инициации трансляции |
| Полиаденилирование | 3′-конец пре-мРНК | Расщепление транскрипта и добавление полиаденилового хвоста | Повышение стабильности мРНК и эффективности её трансляции |
| Транскрипция | ДНК | Синтез первичного РНК-транскрипта РНК-полимеразой | Формирование пре-мРНК; интроны ещё присутствуют |
| Трансляция | Зрелая мРНК | Считывание кодонов рибосомой с участием тРНК | Синтез полипептида; это не сплайсинг |
| Альтернативный сплайсинг | Одна пре-мРНК | Различные варианты включения экзонов | Образование нескольких изоформ белка из одного гена |
| Патологический сплайсинг | Пре-мРНК с вариантом в гене | Нарушение донорного, акцепторного или регуляторного сайта | Пропуск экзона, ретенция интрона или сдвиг рамки считывания; подтверждается исследованием РНК |
Сплайсинг следует отличать от транскрипции, поскольку транскрипция создаёт первичную РНК-копию ДНК, а сплайсинг модифицирует уже синтезированную пре-мРНК. Он также не является трансляцией, при которой по матрице зрелой мРНК образуется белок. Благодаря альтернативному сплайсингу один ген может кодировать несколько функционально различных белковых изоформ. Поэтому выявление варианта ДНК в сайте сплайсинга требует оценки его влияния на РНК и структуру транскрипта, а не только анализа нуклеотидной последовательности.