2) зрелой мРНК (+)
3) тРНК
4) полипептидной цепочки
Сплайсинг — посттранскрипционный этап созревания эукариотической пре-мРНК, при котором из первичного транскрипта удаляются интроны, а экзоны соединяются в единую последовательность. Процесс осуществляется преимущественно сплайсосомой — рибонуклеопротеиновым комплексом, содержащим малые ядерные РНК и белки. В результате формируется последовательность зрелой мРНК, пригодная для последующей трансляции.
Ключевыми сигналами сплайсинга служат 5’-донорный участок, ветвящийся аденозин в интроне и 3’-акцепторный участок. Реакция включает образование лариатной структуры интрона и лигирование экзонов. Полностью зрелая мРНК обычно также содержит 5’-кэп и 3’-полиаденилатный хвост, которые участвуют в защите транскрипта, его экспорте из ядра и инициации трансляции; однако именно удаление интронов и соединение экзонов относится к сплайсингу.
Альтернативный сплайсинг позволяет одному гену формировать несколько вариантов мРНК и, соответственно, разные изоформы белка. Нарушения сплайсинга вследствие патогенных вариантов в консенсусных участках интронов или в регуляторных последовательностях могут приводить к пропуску экзона, включению интронного фрагмента или сдвигу рамки считывания. Поэтому при лабораторной генетике оценка сплайсинга имеет значение для интерпретации вариантов и подтверждения их влияния на экспрессию гена.
| Процесс | Исходный материал | Основной продукт | Ключевой механизм |
|---|---|---|---|
| Репликация | Молекула ДНК | Две дочерние двуцепочечные молекулы ДНК | Комплементарное достраивание цепей ДНК ДНК-полимеразой |
| Транскрипция | Матричная цепь ДНК | Первичный РНК-транскрипт, или пре-мРНК | Синтез РНК РНК-полимеразой по принципу комплементарности |
| Сплайсинг | Пре-мРНК | Зрелая мРНК с соединёнными экзонами | Удаление интронов и лигирование экзонов сплайсосомой |
| Альтернативный сплайсинг | Одна пре-мРНК | Несколько вариантов зрелой мРНК | Различное сочетание экзонов и образование белковых изоформ |
| Созревание тРНК | Первичный транскрипт тРНК | Функциональная тРНК | Расщепление предшественника, модификация оснований и присоединение CCA |
| Трансляция | Зрелая мРНК | Полипептидная цепь | Считывание кодонов рибосомой с участием тРНК |
Таким образом, сплайсинг не синтезирует ДНК и не формирует непосредственно полипептид. Его непосредственный результат — процессированная мРНК, содержащая кодирующую последовательность без интронов. Полипептид появляется позднее, на этапе трансляции этой мРНК. Дефекты сплайсинга могут быть выявлены методами анализа РНК, например RT-PCR или секвенированием кДНК.