Малая сплайсосома
Минорная сплайсосома — рибонуклеопротеиновый комплекс, катализирующий удаление ( сплайсинг ) атипичного класса сплайсосомных интронов (типа U12) из информационных РНК у некоторых клад эукариот. Этот процесс называется неканоническим сплайсингом, в отличие от U2-зависимого канонического сплайсинга. Интроны типа U12 составляют менее 1% всех интронов в клетках человека. Однако они обнаружены в генах, выполняющих важные клеточные функции.
Ранние доказательства
[ редактировать ]
Примечательной особенностью интронов ядерной пре-мРНК эукариот является относительно высокий уровень консервативности первичных последовательностей 5'- и 3'-сайтов сплайсинга у широкого круга организмов.
В период с 1989 по 1991 год несколько групп сообщили о четырех независимых примерах интронов с сайтом сплайсинга, который отличался от общего интрона:
- Ген белка хрящевого матрикса (CMP/MATN1) у людей и кур
- Ген ядрышкового белка пролиферирующих клеток P120 (NOL1) у человека
- Мышиный ген Rep3, предположительно участвующий в репарации ДНК
- Ген Drosophila prospero, кодирующий белок гомеобокса.
В 1991 году, сравнивая последовательности интронов генов P120 и CMP, И. Дж. Джексон сообщил о существовании сайтов сплайсинга ATATCC (5') и YYCAC (3') в этих интронах. Это открытие указывает на возможный новый механизм сплайсинга.
В 1994 году С.Л. Холл и Р.А. Пэджетт сравнили первичную последовательность всех сообщений о четырех упомянутых выше генах. Результаты позволили предположить новый тип интронов с 5'-сайтами сплайсинга ATATCCTT и 3'-сайтами сплайсинга YCCAC и почти инвариантной последовательностью TCCTTAAC вблизи 3'-конца интронов (так называемый 3'-верхний элемент). Поиск малых последовательностей ядерной РНК, которые комплементарны этим сайтам сплайсинга, позволил предположить, что мяРНК U12 (соответствует 3'-последовательности) и мяРНК U11 (соответствует 5'-последовательности) являются предполагаемыми факторами, участвующими в сплайсинге этого нового типа интронов.
Во всех этих четырех генах пре-мРНК содержит другие интроны, последовательности которых соответствуют последовательностям интронов основного класса. Ни размер, ни положение интрона AT-AC внутри гена-хозяина не консервативны.
В 1996 году Воан-Ю Тарн и Джоан А. Стейтц описали систему in vitro , которая сращивает субстрат пре-мРНК, содержащий интрон AT-AC, полученный из человеческого гена P120. Сшивание псоралена подтверждает предсказанное Холлом и Пэджеттом взаимодействие спаривания оснований между местом ветвления субстрата пре-мРНК и РНК U12. Нативный гель-электрофорез показывает, что мяРНП U11, U12 и U5 собираются на пре-мРНК P120 с образованием сплайсинговых комплексов.
Структура интронов типа U12
[ редактировать ]Хотя первоначально они назывались интронами AT-AC, не все эти интроны ограничены динуклеотидами AT-AC. По крайней мере, некоторые из них имеют концы GT-AG или AT-AG. Таким образом, правильнее говорить о механизме сплайсинга, который используется для их обработки, различая тип U2 (канонический или мажорный) и тип U12 (неканонический или минорный). Основными факторами, определяющими различие интронов типов U2 и U12, являются последовательности 5'-сайта сплайсинга и сайта ветвления. [1]
Минорная сплайсосома состоит из U11 , U12 , U4atac и U6atac вместе с U5 и неизвестным количеством белков, не являющихся мяРНП. мяРНП U11, U12 и U4atac/U6atac являются функциональными аналогами мяРНП U1 , U2 и U4 / U6 в главной сплайсосоме. [2] [3] [4] [5] [6] Хотя минорные мяРНК U4atac и U6atac являются функциональными аналогами U4 и U6 соответственно, они имеют лишь ограниченную гомологию последовательностей (около 40%). Более того, последовательность U11 по сравнению с U1, а также U12 по сравнению с U2 совершенно не связаны. Несмотря на это, минорные мяРНК U11, U12, U4atac и U6atac могут быть свернуты в структуры, аналогичные U1, U2, U4 и U6 соответственно. [7]
Расположение незначительной сплайсосомной активности
[ редактировать ]Большинство экспертов считают, что местом сплайсосомной активности сплайсосом минорного класса является ядро. [ нужна ссылка ] Однако в одной статье утверждается, что минорная сплайсосома активна в цитозоле. [8] Данные, представленные в этой статье, не полностью приняты в данной области и прямо противоречат многочисленным другим статьям.
Эволюция
[ редактировать ]Как и основная сплайсосома, минорная сплайсосома имела раннее происхождение: некоторые из ее характерных компонентов присутствуют в репрезентативных организмах всех супергрупп эукариот, для которых имеется какая-либо существенная информация о последовательностях генома. Кроме того, функционально важные элементы последовательности, содержащиеся в интронах и мяРНК типа U12, высоко консервативны в ходе эволюции.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]Обзорные статьи:
- Турунен Дж. Дж., Ниемеля Э. Х., Верма Б. и Фриландер М. Дж. (январь – февраль 2013 г.). «Важное другое: сплайсинг минорной сплайсосомы» . Междисциплинарные обзоры Wiley: РНК . 4 (1): 61–76. дои : 10.1002/wrna.1141 . ПМЦ 3584512 . ПМИД 23074130 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) Обзор. - Уилл КЛ, Люрман Р (август 2005 г.). «Сплайсинг редкого класса интронов U12-зависимой сплайсосомой». Биол. Хим . 386 (8): 713–24. дои : 10.1515/BC.2005.084 . ПМИД 16201866 . S2CID 35468060 . Обзор.
Классические статьи:
- Джексон Эй-Джей (25 июля 1991 г.). «Переоценка несогласованных сайтов сплайсинга мРНК» . Нуклеиновые кислоты Рез . 19 (14): 3795–8. дои : 10.1093/нар/19.14.3795 . ПМК 328465 . ПМИД 1713664 .
- Холл С.Л., Пэджетт Р.А. (1994). «Консервативные последовательности в классе редких эукариотических ядерных интронов с несогласованными сайтами сплайсинга». Дж. Мол. Биол . 239 (3): 357–65. дои : 10.1006/jmbi.1994.1377 . ПМИД 8201617 .
- Тарн, Вайоминг, Стейц Дж. А. (8 марта 1996 г.). «Новая сплайсосома, содержащая мяРНП U11, U12 и U5, вырезает интрон минорного класса (AT-AC) in vitro » . Клетка . 84 (5): 801–11. дои : 10.1016/S0092-8674(00)81057-0 . ПМИД 8625417 .
- Рассел А.Г., Шаретт Дж.М., Спенсер Д.Ф., Грей М.В. (19 октября 2006 г.). «Раннее эволюционное происхождение минорной сплайсосомы». Природа . 443 (7113): 863–6. Бибкод : 2006Natur.443..863R . дои : 10.1038/nature05228 . ПМИД 17051219 . S2CID 4419061 .
Другие ссылки:
- ^ Дитрих Р.К., Инкорвая Р., Паджетт Р.А. (1997). «Динуклеотидные последовательности концевых интронов не различают U2- и U12-зависимые интроны» . Молекулярная клетка . 1 (1): 151–160. дои : 10.1016/S1097-2765(00)80016-7 . ПМИД 9659912 .
- ^ Холл С.Л., Пэджетт Р.А. (1996). «Потребность в мяРНК U12 для сплайсинга in vivo минорного класса эукариотических ядерных интронов пре-мРНК». Наука . 271 (5256): 1716–8. Бибкод : 1996Sci...271.1716H . дои : 10.1126/science.271.5256.1716 . ПМИД 8596930 . S2CID 35875143 .
- ^ Тарн, Вайоминг, Стейц Дж. А. (1996). «Новая сплайсосома, содержащая мяРНП U11, U12 и U5, вырезает интрон минорного класса (AT-AC) in vitro » . Клетка . 84 (5): 801–11. дои : 10.1016/S0092-8674(00)81057-0 . ПМИД 8625417 .
- ^ Колоссова И, Пэджетт Р.А. (1997). «МРНК U11 взаимодействует in vivo с 5'-сайтом сплайсинга U12-зависимых (AU-AC) интронов пре-мРНК» . РНК . 3 (3): 227–33. ПМЦ 1369475 . ПМИД 9056760 .
- ^ Ю.Т., Стейц Дж.А. (1997). «Сайт-специфическое сшивание U11 и U6atac млекопитающих с 5'-сайтом сплайсинга интрона AT-AC» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 94 (12): 6030–5. Бибкод : 1997PNAS...94.6030Y . дои : 10.1073/pnas.94.12.6030 . ПМК 20995 . ПМИД 9177163 .
- ^ Инкорвая Р., Пэджетт Р.А. (1998). «Спаривание оснований с мяРНК U6atac необходимо для активации 5'-сайта сплайсинга U12-зависимых интронов in vivo» . РНК . 4 (6): 709–18. дои : 10.1017/S1355838298980207 . ПМЦ 1369652 . ПМИД 9622129 .
- ^ Тарн, Вайоминг, Стейц Дж. А. (1996). «Сильно дивергентные малые ядерные РНК U4 и U6, необходимые для сплайсинга редких интронов AT-AC». Наука . 273 (5283): 1824–32. Бибкод : 1996Sci...273.1824T . дои : 10.1126/science.273.5283.1824 . ПМИД 8791582 . S2CID 2638546 .
- ^ Кениг Х., Маттер Н., Бадер Р., Тиле В., Мюллер Ф. (16 ноября 2007 г.). «Сегрегация сплайсинга: второстепенная сплайсосома действует вне ядра и контролирует пролиферацию клеток» . Клетка . 131 (4): 1718–29. дои : 10.1016/j.cell.2007.09.043 . ПМИД 18022366 .