Транс-сплайсинг

Транс -сплайсинг — это особая форма процессинга РНК , при которой экзоны из двух разных первичных транскриптов РНК соединяются конец в конец и лигируются . Обычно он обнаруживается у эукариот и опосредуется сплайсосомой , хотя некоторые бактерии и археи также имеют «полугены» для тРНК . ^[1]

Генный транс -сплайсинг

В то время как «нормальный» ( цис- ) сплайсинг обрабатывает одну молекулу, транс -сплайсинг генерирует один транскрипт РНК из множества отдельных пре-мРНК . Это явление можно использовать в молекулярной терапии для устранения мутировавших генных продуктов. ^[2] Генный транссплайсинг обеспечивает вариабельность разнообразия РНК и увеличивает сложность протеома. ^[3]

Онкогенез

Хотя некоторые транскрипты слияния возникают посредством транс -сплайсинга в нормальных клетках человека, ^[1] Транс -сплайсинг также может быть механизмом, лежащим в основе некоторых онкогенных транскриптов слияния . ^[4]^[5]

SL транс -сплайсинг

сплайсированного лидера (SL) Транссплайсинг используется некоторыми микроорганизмами, особенно протистами класса Kinetoplastea, для экспрессии генов. В этих организмах транскрибируется кэпированная лидерная РНК сплайсинга, и одновременно гены транскрибируются в длинные полицистроны. ^[6] Кэпированный лидер сплайсинга транс -сплайсируется с каждым геном с образованием моноцистронных кэпированных и полиаденилированных транскриптов. ^[7] Эти рано расходящиеся эукариоты используют мало интронов , а сплайсосомы, которыми они обладают, демонстрируют некоторые необычные вариации в сборке своей структуры. ^[7]^[8] Они также обладают несколькими изоформами eIF4E , выполняющими специализированную роль в кэпировании. ^[9] Сплайсированная лидерная последовательность высоко консервативна у низших видов, подвергающихся транс-сплайсингу. Например, трипаносомы. Хотя роль сплайсированного лидера в клетке неизвестна, считается, что он участвует в инициации трансляции. У C.elegans сплайсинг лидерной последовательности происходит вблизи инициирующего кодона. Некоторые ученые также предполагают, что эта последовательность необходима для жизнеспособности клеток. У аскарид сплайсированная лидерная последовательность необходима для транскрипции гена РНК. Сплайсированная лидерная последовательность может отвечать за инициацию, локализацию мРНК и инициацию или ингибирование трансляции. ^[10]

Некоторые другие эукариоты, особенно среди динофлагеллят , губок , нематод , книдарий , гребневиков , плоских червей , ракообразных , щетинкочелюстных , коловраток и оболочников -сплайсинг SL , также более или менее часто используют транс . ^[1]^[11] У оболочников Ciona Intinalis степень транс -сплайсинга SL лучше описывается с помощью количественного подхода, распознающего часто и нечасто транс -сплайсируемые гены, а не бинарной и традиционной категоризации транс -сплайсинговых и нетранс - сплайсинговых генов. ^[12]

-сплайсинг SL Транс участвует в разрешении полицистронных транскриптов оперонов в отдельные 5'-кэпированные мРНК. Эта обработка достигается, когда аутроны транс - сплайсируются с непарными, расположенными ниже акцепторными сайтами, соседними с открытыми рамками считывания цистронов . ^[13]^[14]

Механизм

Транссплайсинг характеризуется соединением двух отдельных экзонов, транскрибируемых РНК. Сигналом для этого сплайсинга является аутрон на 5'-конце мРНК при отсутствии функционального 5'-сайта сплайсинга выше. Когда 5'-аутрон подвергается сплайсингу, 5'-сайт сплайсинга сплайсированной лидерной РНК разветвляется к аутрону и образует промежуточный продукт. ^[10] В результате этого шага образуется свободный сплайсированный лидерный экзон. Затем экзон соединяется с первым экзоном пре-мРНК и высвобождается промежуточный продукт. Транс-сплайсинг отличается от цис-сплайсинга тем, что на пре-мРНК нет 5'-сайта сплайсинга. Вместо этого 5'-сайт сплайсинга обеспечивается последовательностью SL. ^[14]

Транссплайсинг между смысловыми и антисмысловыми цепями

В результате транскрипции смысловой цепи образуется пре-мРНК, которая дополняет смысловую цепь. Антисмысловая цепь также транскрибируется, в результате чего образуется комплементарная цепь пре-мРНК. Экзоны двух транскриптов соединяются вместе с образованием химерной мРНК. ^[15]

Альтернативный транс-сплайсинг

Альтернативный транссплайсинг включает внутригенный транссплайсинг и межгенный транссплайсинг. Внутригенный транссплайсинг включает дупликацию экзонов в пре-мРНК. Межгенный транссплайсинг характеризуется сращиванием экзонов, образующихся из пре-мРНК двух разных генов, в результате чего образуется трансгенная мРНК. ^[16]

См. также

Химера (EST)

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Лэй Ц, Ли С, Цзо З, Хуан С, Ченг Х, Чжоу Р (март 2016 г.). «Эволюционный взгляд на транс-сплайсинг РНК у позвоночных» . Геномная биология и эволюция . 8 (3): 562–77. дои : 10.1093/gbe/evw025 . ПМЦ 4824033 . ПМИД 26966239 .
^ Ивасаки Р., Киучи Х., Ихара М., Мори Т., Каваками М., Уэда Х. (июль 2009 г.). «Транс-сплайсинг как новый метод быстрого получения слитых белков антител» . Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 384 (3): 316–21. дои : 10.1016/j.bbrc.2009.04.122 . ПМИД 19409879 .
^ Ласда, Эрика Л.; Блюменталь, Томас (2011). «Транс-сплайсинг» . ПРОВОДА РНК . 2 (3): 417–434. дои : 10.1002/wrna.71 . ISSN 1757-7012 . ПМИД 21957027 . S2CID 209567118 .
^ Ли Х, Ван Дж, Мор Дж, Склар Дж (сентябрь 2008 г.). «Слияние неопластических генов имитирует транс-сплайсинг РНК в нормальных клетках человека». Наука . 321 (5894): 1357–61. Бибкод : 2008Sci...321.1357L . дои : 10.1126/science.1156725 . ПМИД 18772439 . S2CID 13605087 .
^ Рикман Д.С., Пфлюгер Д., Мосс Б., ВанДорен В.Е., Чен С.Х., де ла Тайль А. и др. (апрель 2009 г.). «SLC45A3-ELK4 представляет собой новый и часто встречающийся слитый транскрипт, специфичный для трансформации эритробластов при раке простаты» . Исследования рака . 69 (7): 2734–8. дои : 10.1158/0008-5472.CAN-08-4926 . ПМК 4063441 . ПМИД 19293179 .
^ Кэмпбелл Д.А., Штурм Н.Р., Ю.М.К. (февраль 2000 г.). «Транскрипция гена лидерной РНК сплайсированного кинетопластида». Паразитология сегодня . 16 (2): 78–82. дои : 10.1016/s0169-4758(99)01545-8 . ПМИД 10652494 .
^ Jump up to: ^а ^б Лян XH, Харитан А., Улиэль С., Михаэли С. (октябрь 2003 г.). «Транс- и цис-сплайсинг трипаносоматид: механизм, факторы и регуляция» . Эукариотическая клетка . 2 (5): 830–40. doi : 10.1128/EC.2.5.830-840.2003 . ПМК 219355 . ПМИД 14555465 .
^ Гюнцль А (август 2010 г.). «Механизм сплайсинга пре-мРНК трипаносом: сложный или упрощенный?» . Эукариотическая клетка . 9 (8): 1159–70. дои : 10.1128/EC.00113-10 . ПМК 2918933 . ПМИД 20581293 .
^ Фрейре Э.Р., Штурм Н.Р., Кэмпбелл Д.А., де Мело Нето ОП (октябрь 2017 г.). «Роль цитоплазматических кэп-связывающих белковых комплексов мРНК у Trypanosoma brucei и других трипаносоматид» . Патогены . 6 (4): 55. doi : 10.3390/pathogens6040055 . ПМЦ 5750579 . ПМИД 29077018 .
^ Jump up to: ^а ^б Жирар, Лиза Р.; Фидлер, Тристан Дж.; Харрис, Тодд В.; Карвальо, Фелисия; Антошечкин Игорь; Хан, Майкл; Штернберг, Пол В.; Штейн, Линкольн Д.; Чалфи, Мартин (январь 2007 г.). «WormBook: онлайн-обзор биологии Caenorhabditis elegans» . Исследования нуклеиновых кислот . 35 (Проблема с базой данных): D472–475. дои : 10.1093/nar/gkl894 . ISSN 1362-4962 . ПМЦ 1669767 . ПМИД 17099225 .
^ Ласда Э.Л., Блюменталь Т. (1 мая 2011 г.). «Транс-сплайсинг». Междисциплинарные обзоры Wiley: РНК . 2 (3): 417–34. дои : 10.1002/wrna.71 . ПМИД 21957027 . S2CID 209567118 .
^ Мацумото Дж., Дьюар К., Вассершайд Дж., Уайли ГБ, Макмил С.Л., Роу Б.А. и др. (май 2010 г.). «Высокопроизводительный анализ последовательностей транс-сплайсированных мРНК Cionaintinaliis SL: альтернативные режимы экспрессии и корреляты функций генов» . Геномные исследования . 20 (5): 636–45. дои : 10.1101/гр.100271.109 . ПМК 2860165 . ПМИД 20212022 .
^ Клейтон, Кристин Э. (15 апреля 2002 г.). «Жизнь без транскрипционного контроля? От мухи к человеку и обратно» . Журнал ЭМБО . 21 (8): 1881–1888. дои : 10.1093/emboj/21.8.1881 . ISSN 1460-2075 . ПМК 125970 . ПМИД 11953307 .
^ Jump up to: ^а ^б Блюменталь, Томас; Глисон, Кэти Сеггерсон (февраль 2003 г.). « Опероны Caenorhabditis elegans : форма и функции». Обзоры природы Генетика . 4 (2): 110–118. дои : 10.1038/nrg995 . ISSN 1471-0056 . ПМИД 12560808 . S2CID 9864778 .
^ Лей, Цюань; Ли, Конг; Цзо, Чжисян; Хуан, Чуньхуа; Ченг, Ханьхуа; Чжоу, Жунцзя (март 2016 г.). «Эволюционный взгляд на транс-сплайсинг РНК у позвоночных» . Геномная биология и эволюция . 8 (3): 562–577. дои : 10.1093/gbe/evw025 . ISSN 1759-6653 . ПМЦ 4824033 . ПМИД 26966239 .
^ Хориучи, Такаюки; Айгаки, Тосиро (февраль 2006 г.). «Альтернативный транс-сплайсинг: новый способ процессинга пре-мРНК» . Биология клетки . 98 (2): 135–140. дои : 10.1042/bc20050002 . ISSN 0248-4900 . ПМИД 16417469 . S2CID 10335534 .

Дальнейшее чтение

Диксон Р.Дж., Эперон IC, Самани, штат Нью-Джерси (январь 2007 г.). «Комплементарные мотивы последовательности интронов, связанные с повторением экзонов человека: роль внутригенных межтранскриптных взаимодействий в экспрессии генов». Биоинформатика . 23 (2): 150–5. doi : 10.1093/биоинформатика/btl575 . ПМИД 17105720 .
Ян Ю, Уолш CE (декабрь 2005 г.). «Трансплайсинг РНК, опосредованный сплайсосомами» . Молекулярная терапия . 12 (6): 1006–12. дои : 10.1016/j.ymthe.2005.09.006 . ПМИД 16226059 .
Коуди Т.Х., Шабаби М., Таллис Дж.Е., Лорсон К.Л. (август 2007 г.). «Восстановление функции SMN: доставка транс-сплайсинговой РНК перенаправляет сплайсинг пре-мРНК SMN2» . Молекулярная терапия . 15 (8): 1471–8. дои : 10.1038/sj.mt.6300222 . ПМИД 17551501 .
Уолли В., Мюрауэр Э.М., Бауэр Дж.В. (август 2012 г.). «Трансплайсинг, опосредованный сплайсосомами: терапевтический метод вырезания и вставки» . Журнал исследовательской дерматологии . 132 (8): 1959–66. дои : 10.1038/jid.2012.101 . ПМИД 22495179 .

[Lei2016-1] Jump up to: ^а ^б ^с Лэй Ц, Ли С, Цзо З, Хуан С, Ченг Х, Чжоу Р (март 2016 г.). «Эволюционный взгляд на транс-сплайсинг РНК у позвоночных» . Геномная биология и эволюция . 8 (3): 562–77. дои : 10.1093/gbe/evw025 . ПМЦ 4824033 . ПМИД 26966239 .

[2] Ивасаки Р., Киучи Х., Ихара М., Мори Т., Каваками М., Уэда Х. (июль 2009 г.). «Транс-сплайсинг как новый метод быстрого получения слитых белков антител» . Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 384 (3): 316–21. дои : 10.1016/j.bbrc.2009.04.122 . ПМИД 19409879 .

[3] Ласда, Эрика Л.; Блюменталь, Томас (2011). «Транс-сплайсинг» . ПРОВОДА РНК . 2 (3): 417–434. дои : 10.1002/wrna.71 . ISSN 1757-7012 . ПМИД 21957027 . S2CID 209567118 .

[4] Ли Х, Ван Дж, Мор Дж, Склар Дж (сентябрь 2008 г.). «Слияние неопластических генов имитирует транс-сплайсинг РНК в нормальных клетках человека». Наука . 321 (5894): 1357–61. Бибкод : 2008Sci...321.1357L . дои : 10.1126/science.1156725 . ПМИД 18772439 . S2CID 13605087 .

[5] Рикман Д.С., Пфлюгер Д., Мосс Б., ВанДорен В.Е., Чен С.Х., де ла Тайль А. и др. (апрель 2009 г.). «SLC45A3-ELK4 представляет собой новый и часто встречающийся слитый транскрипт, специфичный для трансформации эритробластов при раке простаты» . Исследования рака . 69 (7): 2734–8. дои : 10.1158/0008-5472.CAN-08-4926 . ПМК 4063441 . ПМИД 19293179 .

[6] Кэмпбелл Д.А., Штурм Н.Р., Ю.М.К. (февраль 2000 г.). «Транскрипция гена лидерной РНК сплайсированного кинетопластида». Паразитология сегодня . 16 (2): 78–82. дои : 10.1016/s0169-4758(99)01545-8 . ПМИД 10652494 .

[pmid14555465-7] Jump up to: ^а ^б Лян XH, Харитан А., Улиэль С., Михаэли С. (октябрь 2003 г.). «Транс- и цис-сплайсинг трипаносоматид: механизм, факторы и регуляция» . Эукариотическая клетка . 2 (5): 830–40. doi : 10.1128/EC.2.5.830-840.2003 . ПМК 219355 . ПМИД 14555465 .

[8] Гюнцль А (август 2010 г.). «Механизм сплайсинга пре-мРНК трипаносом: сложный или упрощенный?» . Эукариотическая клетка . 9 (8): 1159–70. дои : 10.1128/EC.00113-10 . ПМК 2918933 . ПМИД 20581293 .

[9] Фрейре Э.Р., Штурм Н.Р., Кэмпбелл Д.А., де Мело Нето ОП (октябрь 2017 г.). «Роль цитоплазматических кэп-связывающих белковых комплексов мРНК у Trypanosoma brucei и других трипаносоматид» . Патогены . 6 (4): 55. doi : 10.3390/pathogens6040055 . ПМЦ 5750579 . ПМИД 29077018 .

[:0-10] Jump up to: ^а ^б Жирар, Лиза Р.; Фидлер, Тристан Дж.; Харрис, Тодд В.; Карвальо, Фелисия; Антошечкин Игорь; Хан, Майкл; Штернберг, Пол В.; Штейн, Линкольн Д.; Чалфи, Мартин (январь 2007 г.). «WormBook: онлайн-обзор биологии Caenorhabditis elegans» . Исследования нуклеиновых кислот . 35 (Проблема с базой данных): D472–475. дои : 10.1093/nar/gkl894 . ISSN 1362-4962 . ПМЦ 1669767 . ПМИД 17099225 .

[Lasda2011-11] Ласда Э.Л., Блюменталь Т. (1 мая 2011 г.). «Транс-сплайсинг». Междисциплинарные обзоры Wiley: РНК . 2 (3): 417–34. дои : 10.1002/wrna.71 . ПМИД 21957027 . S2CID 209567118 .

[Matsumoto2010-12] Мацумото Дж., Дьюар К., Вассершайд Дж., Уайли ГБ, Макмил С.Л., Роу Б.А. и др. (май 2010 г.). «Высокопроизводительный анализ последовательностей транс-сплайсированных мРНК Cionaintinaliis SL: альтернативные режимы экспрессии и корреляты функций генов» . Геномные исследования . 20 (5): 636–45. дои : 10.1101/гр.100271.109 . ПМК 2860165 . ПМИД 20212022 .

[Clayton2002-13] Клейтон, Кристин Э. (15 апреля 2002 г.). «Жизнь без транскрипционного контроля? От мухи к человеку и обратно» . Журнал ЭМБО . 21 (8): 1881–1888. дои : 10.1093/emboj/21.8.1881 . ISSN 1460-2075 . ПМК 125970 . ПМИД 11953307 .

[Blumenthal2003-14] Jump up to: ^а ^б Блюменталь, Томас; Глисон, Кэти Сеггерсон (февраль 2003 г.). « Опероны Caenorhabditis elegans : форма и функции». Обзоры природы Генетика . 4 (2): 110–118. дои : 10.1038/nrg995 . ISSN 1471-0056 . ПМИД 12560808 . S2CID 9864778 .

[15] Лей, Цюань; Ли, Конг; Цзо, Чжисян; Хуан, Чуньхуа; Ченг, Ханьхуа; Чжоу, Жунцзя (март 2016 г.). «Эволюционный взгляд на транс-сплайсинг РНК у позвоночных» . Геномная биология и эволюция . 8 (3): 562–577. дои : 10.1093/gbe/evw025 . ISSN 1759-6653 . ПМЦ 4824033 . ПМИД 26966239 .

[16] Хориучи, Такаюки; Айгаки, Тосиро (февраль 2006 г.). «Альтернативный транс-сплайсинг: новый способ процессинга пре-мРНК» . Биология клетки . 98 (2): 135–140. дои : 10.1042/bc20050002 . ISSN 0248-4900 . ПМИД 16417469 . S2CID 10335534 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]