химический каталог




СПЛАЙСИНГ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

СПЛАЙСИНГ (от англ. splice-соединять, сращивать), удаление из молекулы РНК нитронов (участков РНК, которые практически не несут генетич. информации) и соединение оставшихся участков, несущих генетич. информацию (экзо-нов), в одну молекулу.

СПЛАЙСИНГ-один из этапов образования функциональноактивных молекул РНК (процессинг РНК) из их предшественников, который осуществляется после завершения транскрипции (синтез РНК на ДНК-матрице). В результате удаления каждого интрона происходит разрыв двух фосфодиэфирных связей с последующим образованием одной новой (см. Нуклеиновые кислоты).

СПЛАЙСИНГ подвергаются предшественники подавляющего большинства матричных РНК (пре-мРНК), а также некоторых транспортных и рибосомных РНК (соответственно пре-т РНК и пре-рРНК). СПЛАЙСИНГ характерен для РНК эукариот (все организмы, за исключением бактерий и синезеленых водорослей); известны также случаи СПЛАЙСИНГ РНК бактериофагов.

Механизмы СПЛАЙСИНГ у различные классов РНК различаются между собой. Для всех них характерна точность удаления интронов и соединения экзонов. Специфичность удаления единств. интрона, если он имеется в пре-тРНК, обеспечивается ее трехмерной структурой. Эндонуклеаза, ассоциированная с ядерной мембраной, с участием др. ферментов расщепляет предшественник на участках (сайтах) по краям интрона с образованием на концах экзонов 2",3"-циклофосфатного и 5"-гидроксильного концов (рис. 1). Соединение этих концов осуществляется в несколько стадий: у растений и дрожжей фосфорилирование 5"-конца в месте разрыва молекулы, превращение 2",3"-циклофосфата в 2"-фосфат и образование 3",5 "-фосфодиэфирной связи с участием остатка фосфорной кислоты из АТФ (левая часть рис.); у позвоночных механизм СПЛАЙСИНГ пре-тРНК не включает фосфорилирование экзонов в месте разрыва (правая часть рис.; на схеме указаны ферменты, катализирующие основные этапы СПЛАЙСИНГ).


Рис. 1. Механизм сплайсинга пре-тРНК; W, X, Y, Z-пуриновые или пири-мидиновые основания; АДФ, АМФ, РР и P-соответственно аденозиндифосфат, аде-нозинмонофосфат, пирофосфорная кислота и остаток фосфорной кислоты.

СПЛАЙСИНГ некоторых пре-р РНК происходит автокаталитически (аутосплайсинг, самосплайсинг). В этом случае катализатор процесса - удаляемая интронная последовательность (рибо-зим). При этом СПЛАЙСИНГ осуществляется в результате серии после-доват. реакций, включающих превращение одного фосфоэфира в другой без промежуточные гидролиза фосфодиэфирных связей и использования энергии извне. Реакция происходит в присутствии одновалентных катионов, Mg2+ и гуанозинового кофактора (гуанозинового нуклеотида или самого гуанозина), который инициирует серию превращений - высвобождение интрона, соединение двух экзонов, а также циклизацию интрона (при этом гуанозиновый кофактор регенерируется).

Самосплайсинг происходит у пре-рРНК простейших (например, у тетрахимоны) и ряда пре-мРНК митохондрий низших грибов и некоторых др. пре-РНК, у которых интроны содержат консервативные последовательности, что обусловливает образование определенных вторичной и третичной структур.

Установлено участие при удалении ряда интронов мито-хондриальных пре-мРНК у низших грибов особых белков-матюраз, которые кодируются частично нитронами, частично экзонами. Роль матюраз, как и некоторых др. белков, сводится, по-видимому, к фиксации конформации интрона, необходимой для осуществления им каталитических функции.

СПЛАЙСИНГ пре-мРНК, находящихся в ядре, происходит в составе специфический нуклеопротеидных частицах (сплайсомах). Обычно СПЛАЙСИНГ подвергается кэпированная полиаденилированная линейная пре-мРНК. К.-л. строгого порядка для удаления множественных интронов из пре-мРНК не наблюдается, хстя удаление одних интронов может происходить быстрее, чем других. СПЛАЙСИНГ происходит исключительно в ядре; несплай-сированная РНК остается в ядре и деградирует. Однако если пре-РНК содержит интрон, который может участвовать в альтернативном пути СПЛАЙСИНГ (см. ниже), то она может быть транспортирована в цитоплазму. СПЛАЙСИНГ ядерных пре-мРНК происходит обычно по границам интронов, которые содержат на концах динуклеотиды 5"-GU и AG-3" (A, G и U-соответственно остатки аденозина, гуанозина и уридина; правило Шамбо-на). Известно только несколько исключений, когда вместо GU расположен динуклеотид GC (С-остаток цитидина). Рядом с этими динуклеотидами расположены так называемой консенсусные• последовательности, которые имеют близкое строение у различные пре-мРНК. Общая схема СПЛАЙСИНГ ядерных пре-мРНК показана на рис. 2.


Рис. 2. Схема сплайсинга пре-мРНК в ядрах клеток высших эукариот: 1 и 3-соответственно 5"- и 3"-концы интрона; 2-место разветвления; Y-остаток псевдоуридина (отсутствует атом N в положении 1 гетероцикла основания). Толстые линии-экзоны (L1 и L2), тонкие-интроны.

Для многие пре-РНК известны альтернативные пути СПЛАЙСИНГ, дающие множественные формы зрелой РНК из транскрип-тов одного гена. Это может иметь значение как один из механизмов регуляции экспрессии генов, а также как средство увеличения кодирующей емкости генома (экспрессия одного гена может выражаться в синтезе разных мРНК). Известен также транс-С. (межмолекулярный СПЛАЙСИНГ), при котором происходит соединение двух экзонов из разных молекул РНК.

Нарушение правильного СПЛАЙСИНГ в результате мутаций, затрагивающих нуклеотидные последовательности около границ интронов или экзонов, может быть причиной возникновения наследственных болезней; нарушенный СПЛАЙСИНГ у пре-мРНК арги-нинсукцинатсинтетазы приводит к цитрулйнемии, пре-мРНК глобинов-к различные типам талассемий, пре-мРНК иммуноглобулинов-к заболеваниям, связанным с нарушением синтеза тяжелых цепей антител и др.

Литература: Кавсан В.М., "Молекулярная биология", 1986, т. 20, в. 1, с. 5-20; там же, 1986. в. 6, с. 1451-71; Padgett R. А. [а. о.], "Ann. Rev. Biochem.", 1986, v. 55, p. 1119-50; Luhrmann R. [а.о.], Biochim. et Biophys. Acta", 1990, v. 1087, p. 265-92; Cech T. R., "Angew. Chemie", 1990, v. 29, № 7, p. 759-68; Altman S., там же, р. 749-58. В. М. Кавсан.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
ARI 200 VERT 530 THER MO SF
концерт группы device москва
обвязка калорифера кпск 3-12
диагностика фанкойла на обогрев на бланке

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(25.02.2017)