Spliceosomen är en kärnstruktur som består av RNA- molekyler och proteiner som tar bort icke-kodande sekvenser ( introner ) från mRNA - prekursorer . Denna process kallas splicing (av engelska splicing - splicing). Splitsosomen består av fem små nukleära RNA (snRNA), och var och en av dem är associerad med minst sju proteinfaktorer, vilket bildar små nukleära ribonukleoproteiner (snRNPs). De snRNP som finns i spliceosomen kallas U1 , U2 , U4 , U5 och U6 [1] .
Spliceosomen fungerar som en komplex dynamisk maskin: i in vitro -system samlas flera komponenter av spliceosomen på mRNA-prekursorn (pre-mRNA) och utför sina uppgifter, varefter de lämnar och ger vika för följande komponenter [2] .
Under splitsning bestäms igenkänningen av 5'-splitsningsgränsen, grenpunktsregionen och 3'-gränsen till stor del av basparning i snRNA-molekyler och konsensussekvenser i pre-mRNA. I början av splitsningen binder U1 komplementärt till den 5'-bindande gränsen, och BBP -proteinet ( grenpunktsbindande protein ) och U2AF (hjälpfaktor U2) känner igen den framtida förgreningspunkten. Därefter förskjuter U2 snRNP BBP och U2AF genom komplementär bindning till konsensussekvensen för grenpunktsregionen. Bindning av U2 till en förgreningspunkt gör att motsvarande oparade adenin lämnar det parade området, varvid det aktiveras för att reagera med 5'-skarvgränsen. Det är detta adenin som kommer att bli förgreningspunkten. Närvaron av pseudouridinrester i U2 nästan mittemot grenregionen leder till en förändring i konfigurationen av RNA-RNA-bindningar under bindning till U2. Dessa pseudouridin-inducerade strukturella förändringar placerar 2'-OH-gruppen av förlängt adenosin i position för att tillåta det första splitsningssteget [3] . Trippeln snRNP U4/U6•U5 går sedan in i reaktionen, där U4 och U6 hålls samman genom komplementär bindning. Komplexet U1, U2, U4, U5 och U6 kallas B-komplexet. U5 interagerar med sekvenserna vid 5'- och 3'-ändarna av splitsningsregionen på grund av den invarianta snRNA-loopen som är en del av den [4] . Proteinkomponenter av U5 interagerar med 3'-regionen av splitsningsstället [5] . Spliceosomen genomgår en serie omarrangemang som skapar det aktiva stället för spliceosomen och placerar pre-mRNA för den första fosforyltransferasreaktionen. Intronet antar en karakteristisk lassoform. Ytterligare några omarrangemang sker, som ett resultat av vilka banden mellan U4 och U6 bryts och U4 lämnar. Det frigjorda U6 ersätter U1 vid 5'-skarvningsgränsen och bildar ett aktivt ställe för den andra fosforyltransferasreaktionen, under vilken exonändarna förenas och intronet skärs ut. Komplexet U2, U5 och U6 kallas B*-komplexet, och komplexet som finns mellan förekomsten av B*-komplexet och excision av intronet kallas C-komplexet. U5 [6] [7] krävs för exon sammanfogning .
Även om själva splitsningsreaktionerna inte kräver ATP , krävs det för sammansättning och omarrangemang av splitsosomen. Till exempel används ATP av vissa spliceosomproteiner för att bryta RNA-RNA-bindningar. Faktum är att alla stadier, förutom landningen av BBP på grenpunkten och U1 på 5'-skarvningsstället, kräver ATP-hydrolys och deltagande av ytterligare proteiner (för en splitsningshändelse krävs minst 200 proteiner, inklusive snRNP-proteiner ) [8] .
Efter avslutad splitsning riktar splitsosomen en uppsättning proteiner som binder till mRNA:t nära den position som tidigare upptagits av intronen. Dessa proteiner kallas exon junction complex (EJC ) [ 8 ] .
Förutom den U2-beroende stora spliceosomen finns det en U12-beroende liten spliceosom ( engelska minor spliceosom ). Den lilla spliceosomen finns i de flesta eukaryoter , men skarvar endast cirka 0,5% av intronerna. Sådana introner splitsar något mindre effektivt än stora splitsosomintroner och förväntas begränsa uttrycket av motsvarande gener . Jämfört med normala introner, som har GT-AG-ändar och ett lågt konserverat 5'-splitsställe, har små splitsningsintroner konserverade 5'-splitsningsställen och AT-AC-ändar. Små spliceosom snRNPs inkluderar fyra specifika snRNA U11 , U12 , U4atac och U6atac samt U5 snRNA gemensamt för båda typerna av spliceosomer [9] . Figuren till vänster visar de viktigaste skillnaderna i driften av stora och små spliceosomer.
Mutationer av olika komponenter i spliceosomen och deras motsvarande störningar leder ofta till utvecklingen av myelodysplastiska syndrom [10] [11] , såväl som olika typer av cancer och neuropatologier [12] . I detta avseende är kandidater för anticancerläkemedel små molekyler som kan modulera spliceosomens arbete [13] . Taybi -Linders syndrom är associerat med mutationer i snRNA, som är en del av den lilla spliceosomen [ 14] .
Post-transkriptionella modifikationer | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Kärn |
| ||||||||
Cytosolisk |
|
eukaryota cellorganeller _ | |
---|---|
endomembransystem | |
cytoskelett | |
Endosymbionter | |
Andra inre organeller | |
Externa organeller |