сплайсинга. Эффективность редактирования в таких системах зависит от
нуклеотидных последовательностей в окрестностях этого сайта. В частности,
АТ-богатые последовательности без выраженной вторичной структуры,
фланкирующие якорную последовательность, стимулируют редактирование
APOB-мРНК.
В связи с тем, что простая 11-звенная якорная последовательность
определяет нуклеотид, который редактируется в этой системе, возникает
вопрос о дополнительных факторах, которые требуются для обеспечения
специфичности функционирования системы редактирования, зависимой от
присутствия якорной последовательности. Действительно, перемещение
якорной последовательности in vitro к любому остатку C на расстояние трех–
четырех нуклеотидов от него в направлении 3’-конца РНК обеспечивает его
редактирование in vivo. Предполагается, что в эдитосомах, осуществляющих
редактирование APOB-мРНК, соблюдается определенное соотношение между
содержанием APOBEC1-субъединиц и дополнительных факторов-помощников
(см. рис. I.11, б). В этой части рисунка показана гипотетическая структура
нормальной эдитосомы, осуществляющей редактирование АРОВ-мРНК. Такая
эдитосома включает собственно каталитический димер, два полипептида с
молекулярными массами 66 и 44 кДа, необходимыми для специфического
взаимодействия эдитосомы с якорной последовательностью, а также
сопутствующие факторы Х, ассоциированные с белком AUX240 (240 кДа),
который регулирует эффективность редактирования мРНК, обеспечивая сборку
эдитосомы из белковых компонентов.
Сверхэкспрессия APOBEC1-субъединицы в клетках, достигаемая генно-
инженерными __________методами, приводит к изменению специфичности
редактирования. Это было объяснено нарушением стехиометрических
соотношений между молекулами субъединиц и дополнительными факторами,
обеспечивающими специфичность редактирования (см. рис. I.11, в). На рисунке
показано, что избыток субъединицы АРОВЕС1 в эдитосоме стимулирует ее к
редактированию вышерасположенных остатков С в АPOВ-мРНК, поскольку
изменяется характер фолдинга 5’-концевой части редактируемой мРНК. В
результате другие остатки С становятся доступными для каталитических
субъединиц.
В соответствии с вышеизложенным, все известные в настоящее время
формы редактирования пре-мРНК можно подразделить на два класса:
инсерционное редактирование и редактирование с замещением. В первом
случае редактирование мРНК сопровождается вставкой и/или удалением
специфических нуклеотидов. Предполагается, что при такой форме
редактирования последовательность нуклеотидов мРНК образует гибрид с
gРНК, что сопровождается появлением неспаренных и ошибочно спаренных
оснований, которые и маркируют сайты редактирования. Далее происходит
расщепление углевод-фосфатного остова мРНК по этим сайтам в результате
реакции трансэтерификации между фосфатными группами мРНК и
встраиваемых нуклеотидов с последующим повторным лигированием
образовавшихся фрагментов мРНК, сопровождаемым вставкой или удалением
нуклеотидов. Такой механизм реализуется, по крайней мере, в митохондриях
некоторых жгутиковых, а также слизневиков. У последних в результате
редактирования митохондриальных мРНК имеют место вставки остатков С.
Инсерционное редактирование мРНК парамиксовирусов, сопровождающееся
вставками остатков G, по-видимому, происходит вследствие ошибок РНК-
полимеразы при транскрипции соответствующих генов. В результате
редактирования с замещением, как это имеет место в случае редактирования
APOB-мРНК, а также, возможно, мРНК митохондрий и хлоропластов высших
растений и ионных каналов, не происходит расщепления фосфодиэфирных
связей в редактируемой РНК, а новое азотистое основание синтезируется
in situ (т.е. модифицируется непосредственно в ее полинуклеотидной цепи).
При этом не используется gРНК. Формально такой механизм напоминает
реакции посттранскрипционной модификации азотистых оснований в тРНК,
рРНК, малых ядерных РНК, а также двухцепочечных РНК.
Каково же биологическое значение механизма редактирования
генетической информации на уровне мРНК? Какие силы заставили этот
механизм эволюционно закрепиться у большого числа далеко отстоящих друг
от друга биологических видов? Почему для организмов выгоднее изменять
информацию посттранскрипционно, а не заключать ее непосредственно в
генах? Очевидно, что для этого должны быть веские, не вполне понятные
сегодня причины, которые не допускают перехода к обычному кодированию
такой информации. На мой взгляд, редактирование мРНК может иметь
непосредственное отношение к дополнительной стабилизации генетической
информации в наиболее уязвимых для мутагенеза генетических локусах.
Действительно, редактирование РНК получило наибольшее распространение в
хлоропластах и митохондриях высших организмов, а также у одноклеточных
эукариот. В разделе 5.3.1 приводится обоснование того, что дополнительная
защита генетической информации от разрушительного действия химических
мутагенов особенно нужна именно многоклеточным организмам для
предотвращения накопления генетического груза в делящихся соматических
клетках при онтогенезе. Вероятно, одним из путей достижения этого было
эволюционное включение в геном эукариот избыточных последовательностей
нуклеотидов. У свободноживущих одноклеточных организмов на
популяционном уровне такой проблемы не существует, поскольку гибель
отдельной свободноживущей клетки не грозит существованию популяции этих
клеток, как это имеет место у Metazoa. Однако у митохондрий и хлоропластов,
часто рассматриваемых в качестве внутриклеточных микроорганизмов-
эндосимбионтов, наблюдаются совершенно особые условия существования.
Несмотря на то что их геном содержит мало избыточных последовательностей
и, следовательно, слабо защищен ими от химических мутагенов, мутации в
определенных генах митохондрий и хлоропластов могут быть летальными для
соматической клетки-хозяина и всего многоклеточного организма. В этих
условиях мутационное изменение нуклеотидов, подвергающихся
__________редактированию на уровне РНК, фактически заменяет само редактирование, и
такие мутации нейтральны в функциональном отношении. В отсутствие
мутаций редактирование корректирует первичную структуру РНК, а при наличии
их необходимость в редактировании отпадает. Иными словами, во всех этих
локусах редактирование как бы упреждает мутационные замены
редактируемых нуклеотидов в генах, которые геном по каким-то причинам не
может эффективно предотвратить в силу особенностей структуры и
функционирования соответствующих генетических локусов. По аналогии с
неоднозначностью генетического кода наличие механизма редактирования
допускает сосуществование в конкретных генетических локусах "вырожденных
сайтов", различающихся по первичной структуре, но не своему генетическому
смыслу.
2.2.3. Другие модификации эукариотических мРНК
Посттранскрипционные модификации предшественников
эукариотических мРНК по сравнению с теми же изменениями первичных
транскриптов прокариот более разнообразны и играют большую роль в
регуляции экспрессии их генов. Почти все эти реакции происходят в ядре
эукариотических клеток в процессе синтеза РНК или сразу же после его
завершения. Прежде всего, к 5’-концевому нуклеотиду большинства пре-мРНК
присоединяются кэп-группы, что сопровождается метилированием одного или
нескольких концевых нуклеотидов, в большинстве случаев необходимым для
стабилизации и экспорта соответствующих мРНК из ядра в цитоплазму, а также
их эффективной трансляции рибосомами. В основном те же функции, по-
видимому, выполняет и полиаденилирование 3’-концевых последовательностей
мРНК, которые подготавливаются к этому этапу путем специфического
отщепления избыточных 3’-концевых нуклеотидов предшественника. Кроме
того, интроны, содержащиеся в гигантских первичных предшественниках мРНК,
с высокой точностью удаляются в результате сплайсинга. Ниже будут
рассмотрены механизмы перечисленных посттранскрипционных модификаций
пре-мРНК эукариот. Об использовании этих реакций в регуляции экспрессии
генов на посттранскрипционном уровне речь пойдет в разделе 3.3.
Кэпирование. Сразу же после инициации транскрипции чаще всего
происходит котранскрипционная модификация 5’-конца мРНК, сопровождаемая
присоединением так называемой кэп-группы и дальнейшими ее изменениями.
Кэпирование является одной из самых ранних модификаций растущих цепей
РНК и происходит после полимеризации ее первых 20–30 нуклеотидов. Такая
котранскрипционная модификация мРНК не только стабилизирует мРНК в
Рис. I.12. Обобщенная структура кэп-группы эукариотических мРНК
Указаны сайты метилирования, характерные для кэп-групп разных типов.
И – инвариантный сайт, метилируемый у кэп-групп всех типов, I, II – сайты,
метилируемые у кэп-групп типов 1 и 2 соответственно
цитоплазме, но и необходима в большинстве случаев для ее эффективной
трансляции. Так, один из факторов инициации трансляции eIF-4E выполняет
функции кэп-связывающего белка и требуется для осуществления кэп-
зависимой трансляции мРНК. Кроме того, установлено, что кэпирование мРНК
необходимо для эффективного сплайсинга пре-мРНК, ее полиаденилирования
и экспорта из ядра в цитоплазму. Кэпированию подвергаются только
транскрипты РНК-полимеразы II. На исключительную значимость реакций
кэпирования указывает и тот факт, что контролирующие их гены являются
жизненно важными.
Как уже упоминалось выше, транскрипция у эукариот и прокариот
начинается, как правило, с пуринового рибонуклеозидтрифосфата – ATP, или
GTP, причем трифосфатная группа сохраняется в составе мРНК. Таким
образом, 5’-концевая последовательность мРНК в ядре на ранних этапах
транскрипции представлена в следующем виде: ppp(A/G)pNpNpN...
Гуанилилтрансфераза катализирует присоединение к растущей цепи мРНК
молекулы GMP, которая оказывается связанной с 5’-концевым пурином 5’–5’-
трифосфатной группой. Суммарная реакция первого этапа процесса
кэпирования выглядит следующим образом:
G (5’) ppp + ppp(5’)(A/G)pNpNpN...
↓ Гуанилилтрансфераза
G (5’) p pp(5’)(A/G)pNpNpN... + pp + p
Реакция, по-видимому, протекает в две стадии. Вначале фермент
связывает молекулу GTP (входящую затем в состав кэп-группы), что
сопровождается отщеплением пирофосфата и образованием ковалентной
связи фермент–GMP. Далее GMP присоединяется к 5’-концу мРНК, которая в
результате теряет γ-фосфатную группу. В результате нуклеотид кэп-группы
оказывается в обратной ориентации по отношению к остальным нуклеотидам
мРНК. Процесс создания кэп-группы __________этой последовательностью реакций не
заканчивается. На заключительных этапах кэпирования происходит
метилирование по N7 ранее присоединенной молекулы гуанозина. Такие
посттранскрипционные модификации происходят в несколько стадий в
цитоплазме клеток после транспорта процессированной мРНК из ядра с
участием цитоплазматических ферментов.
Первая стадия метилирования осуществляется ферментом РНК(гуанил-
7)-метилтрансферазой, которая переносит метильную группу S-
аденозилметионина в положение 7 концевого гуанина кэп-группы (рис. I.12).
Кэп-группа, метилированная лишь по этому положению, характерна для
одноклеточных эукариот и получила название кэпа 0-го типа. Вслед за этим у
большинства многоклеточных эукариот происходит метилирование 2’-ОН
рибозы 5’-концевого инициаторного нуклеотида (A или G), который является
первым нуклеотидом, включаемым в мРНК при инициации ее синтеза РНК-
полимеразой. Метилирование катализирует другой цитоплазматический
фермент – 2’-О-метилтрансфераза. Такая основная форма кэпа большинства
эукариот получила название кэпа 1-го типа. Очень редко и только у тех мРНК,
инициация синтеза которых происходит с ATP, под действием 2’-О-
метиладенозин-N6-трансферазы метилируются NH2-группы этого остатка А.
Фермент распознает данную концевую группу в качестве субстрата лишь в том
случае, если она была предварительно метилирована в положении 2’-OH в
результате вышеописанной реакции.
Рис. I.13. Модель процессинга 3′-концевых последовательностей
эукариотических пре-мРНК
Цифрами указаны молекулярные массы белков, входящих в состав
процессирующего комплекса. Обозначены кэп-группа, последовательность
поли(А)-сайта и регуляторная последовательность, с которой
взаимодействует гетеродимерный фактор, стимулирующий расщепление
(CstF). Стрелки указывают место расщепления РНК
PAP – поли(А)-полимераза, CPSF – фактор специфичности и расщепления
РНК, CF I и CF II – факторы расщепления I и II
У некоторых видов эукариот метильная группа может дополнительно
присоединяться ко второму от кэп-нуклеотида нуклеозиду мРНК (см. рис. I.12).
Субстратом для этого фермента служит мРНК с кэпом 1-го типа, уже
содержащим две метильные группы. В результате происходит метилирование
остатка рибозы по 2’-ОН-группе с образованием структуры, получившей
название кэпа 2-го типа. Если эта реакция имеет место, то мРНК, содержащие
кэп 2-го типа, составляют 10–15% от общей популяции молекул кэпированных
мРНК.
Иная структура кэп-группы характерна для некоторых зрелых
некодирующих РНК, в частности малых ядерных РНК, обогащенных урацилом
(U-мяРНК). В этом случае остаток гуанозина кэп-группы дважды метилирован в
положении 2 в дополнение к обычной метильной группе в положении 7:
m2,2,7G(5')ppp(5')N. Такое гиперметилирование U-мяРНК требуется для импорта
собранных U-мяРНП-частиц в ядро и, возможно, предотвращает вовлечение U-
мяРНК в трансляцию.
Полиаденилирование. Одним из обязательных этапов созревания
предшественников эукариотических мРНК, синтезированных в ядре, является
процессинг их 3’-концевых последовательностей, тесно сопряженный с
присоединением кэп-группы. Созревание 3'-конца мРНК является двухэтапным
процессом. Вначале предшественник теряет 3’-концевую некодирующую
последовательность, после чего, как правило, к 3’-концу присоединяется
поли(А)-последовательность путем ферментативной полимеризации остатков
AMP:
5’ GpppG__________AAUAAA__↓________UUUUU___ 3’
↓ Расщепление
5’ GpppG__________AAUAAA__OH P____UUUUU___ 3’
↓ Полиаденилирование
5’ GpppG__________AAUAAA__AAAAAAAAAAAAAAA 3’
В настоящее время известно несколько исключений из этого правила:
гистоновые мРНК животных и мРНК некоторых вирусов, предшественники
которых расщепляются с помощью высокоспецифических эндонуклеаз и не
полиаденилируются. Остаются неполиаденилированными и U-мяРНК, которые
также являются транскриптами РНК-полимеразы II. В этом случае
кэпированный первичный транскрипт мяРНК U1, содержащий на своем 3'-конце
несколько избыточных нуклеотидов, экспортируется из ядра в цитоплазму, где
и происходит удаление избыточной последовательности, которое в ядре
блокировано специфическим белковым ингибитором TPI (3'-terminal processing
inhibitor).
Рис. I.14. Модель белкового комплекса, элонгирующего поли(А)
PAP – поли(А)-полимераза, PAB II – поли(А)-связывающий белок II
Места отщепления 3’-концевых некодирующих последовательностей в
мРНК животных обычно маркированы специальными последовательностями
нуклеотидов (рис. I.13). Имеются, по крайней мере, две такие
последовательности, образующие сайты полиаденилирования, или поли(А)-
сайты. Одна из них – AAUAAA расположена за 15 нуклеотидов перед
расщепляемой фосфодиэфирной связью и практически одинакова у всех
исследованных организмов. Другая, менее изученная последовательность
располагается сразу же за первой и часто состоит из нескольких остатков U или
обогащена GU. Сайт расщепления РНК определяется расстоянием между
этими двумя элементами с предпочтительным расщеплением
фосфодиэфирной связи на 3’-конце остатка A, находящегося на участке, в
котором расщепление разрешено. Имеются данные о том, что
последовательности, расположенные выше AAUAAA, могут оказывать
стимулирующее влияние на процессинг, но их присутствие необязательно для
его правильного осуществления.
С последовательностью AAUAAA взаимодействует фактор CPSF
(cleavage and polyadenylation specificity factor), определяющий специфичность
расщепления и полиаденилирования РНК. CPSF состоит из четырех
субъединиц с молекулярными массами 160, 100, 70 и 30 кДа. Последняя из них,
по-видимому, не является необходимой для его функционирования. Самая
большая субъединица находится в непосредственном контакте с
последовательностью AAUAAA.
С GU-богатой и ниже расположенной последовательностью связывается
гетеродимерный белковый фактор CSTF (cleavage stimulating factor),
стимулирующий расщепление и состоящий из трех субъединиц (77, 64 и 50
кДа). Вторая субъединица контактирует с GU-богатым регуляторным
элементом и обладает типичным РНК-связывающим доменом. По отдельности
факторы CPSF и CSTF лишь слабо взаимодействуют с РНК. Однако их
одновременное присутствие приводит к образованию прочного комплекса.
Такой кооперативный эффект и взаимодействие двух факторов между собой
определяются их большими субъединицами.
В расщеплении РНК непосредственно участвуют еще два фактора: CFI и
CFII (cleavage factors). Как и в предыдущем случае, лишь вместе они образуют
прочный комплекс с РНК.
Для полного реконструирования бесклеточной системы,
осуществляющей процессинг 3’-концов in vitro, в ней помимо вышеупомянутых
факторов необходимо наличие поли(А)-полимеразы – фермента,
непосредственно осуществляющего полиаденилирование. Присутствие этого
фермента требуется не для самого акта расщепления РНК, а, по-видимому, для
стабилизации процессирующего белкового комплекса, схематически
изображенного на рис. I.13. Сборка такого сложного комплекса зависит от ATP,
однако в процессе сборки не происходит расщепления ее β–γ-связей. В
__________настоящее время неизвестно, какой именно компонент этого комплекса
непосредственно расщепляет фосфодиэфирные связи РНК. Процесс
полиаденилирования начинается сразу же за расщеплением РНК и происходит
настолько быстро, что неполиаденилированных промежуточных продуктов не
обнаруживается. Такое сопряжение двух реакций необходимо для защиты 3’-
концевых последовательностей РНК от деградации нуклеазами. При этом сам
акт полиаденилирования требует наличия только фактора CPSF, но не трех
других: CSTF, CFI и CFII.
Поли(A)-полимераза животных состоит из двух субъединиц с
молекулярными массами ∼ 80 и ∼ 43 кДа, которые образуются в результате
альтернативного сплайсинга их общей пре-мРНК. Короткий полипептид не
обладает ферментативной активностью, и его функции неизвестны. Большая
полипептидная цепь содержит С-концевой домен, обогащенный Ser и Thr и не
определяющий ни одну из функций фермента, обнаруживаемых in vitro.
Предполагают, что регуляторную роль играет множественное
фосфорилирование этого домена. С-Концевой домен также содержит один из
двух сигнальных последовательностей, необходимых __________для транспорта
фермента в ядро. Вторая сигнальная аминокислотная последовательность
локализована на границе С-концевого домена и основного полипептида
поли(A)-полимеразы. Сравнительное исследование первичной структуры
поли(А)-полимеразы показало наличие в ее полипептидной цепи
каталитического домена, характерного для полимераз так называемого
семейства X, к которому относятся ДНК-полимераза β, терминальная
трансфераза, а также некоторые другие нуклеотидилтрансферазы. Используя
3’-конец расщепленной РНК в качестве затравки, поли(А)-полимераза
последовательно присоединяет к нему остатки AMP из ATP по тому же самому
механизму, что и другие ДНК- и РНК-полимеразы. Для эффективного
функционирования поли(A)-полимераза требует наличия фактора CPSF, а
также поли(A)-связывающего белка PAB II (poly(A)-binding protein II), который
связывает полиаденилирующий комплекс с РНК после присоединения к ней, по
крайней мере, десяти остатков А. В присутствии этих двух факторов поли(А)-
полимераза сразу синтезирует поли(А)-последовательность полной длины по
процессивному механизму. Гипотетическая структура элонгирующего
комплекса представлена на рис. I.14.
Процессивное (непрерывное) полиаденилирование 3’-концов РНК
происходит со скоростью ∼ 25 нуклеотидов/с до тех пор, пока длина поли(А)-
последовательности не достигнет ∼ 250 нуклеотидов. После этого
процессивная реакция прекращается, и происходит медленное дистрибутивное
присоединение остатков AMP разными молекулами поли(А)-полимеразы.
Предполагают, что элонгирующий белковый комплекс узнает длину
синтезированной поли(А)-последовательности при участии фактора PAB II (см.
рис. I.14). По этому механизму связывание определенного числа молекул PAB II
с поли(А) прекращает элонгацию поли(А)-последовательности. Такой строгий
контроль за длиной поли(А) на 3’-концах процессированных мРНК имеет
большое значение для действия механизма, контролирующего время
полужизни мРНК в цитоплазме. Без тщательного контроля над этим процессом
с помощью селективного деаденилирования невозможно регулировать
внутриклеточную деградацию мРНК, а вместе с тем и уровень экспрессии
соответствующих генов с участием данного механизма.
Полиаденилирование является универсальным феноменом, играющим
важную роль в процессинге и функционировании мРНК как прокариотических,
так и эукариотических организмов. Однако сравнение механизмов
полиаденилирования у этих групп организмов выявляет существенные
различия, суммированные в табл. I.9.
Н. Саркаром (1997 г.) было высказано предположение о возникновении
механизма полиаденилирования РНК. Он полагает, что поскольку у
бактериальных и эукариотических ферментов, выполняющих аналогичные
функции, не обнаружено гомологии в аминокислотных последовательностях,
оба фермента возникли недавно из уже значительно дивергировавших
функционально родственных предшественников. Такими предшественниками
могли быть прокариотические и эукариотические тРНК-
нуклеотидилтрансферазы, осуществляющие посттранскрипционный синтез
последовательности CCA на 3’-концах тРНК, что по своему механизму близко к
полиаденилированию. Подтверждением этого является обнаруженная
значительная гомология между тРНК-нуклеотидилтрансферазой и основной
поли(А)-полимеразой E. coli, а также между тРНК-нуклеотидилтрансферазой
бактерии Sulfolobus shibatae, обитающей в горячих серных источниках, и
поли(А)-полимеразами эукариот. Следы такой эволюционной связи
обнаруживаются и в современных митохондриях, где в результате
полиаденилирования мРНК могут создаваться терминирующие кодоны. По
мнению Саркара, различия между системами полиаденилирования прокариот и
эукариот, представленные в табл. I.9, можно рассматривать в качестве
продукта эволюционной дивергенции сходных биосинтетических функций в
процессе независимого возникновения нового регуляторного механизма,
обеспечивающего физиологические нужды уже глубоко различающихся групп
организмов.
Таблица I.9
Сравнение полиаденилирования мРНК у эукариот и прокариот
Функции Млекопитающие E. coli
Длина поли(А)-
последовательностей, нт
80–200 14–60
Уровень
полиаденилирования
отдельных мРНК, %
∼100 2–50
Локализация сайтов
полиаденилирования
Ниже консенсусной
последовательности
AAUAAA
Любые доступные 3’-OH-
концы мРНК
Функции:
стабильность мРНК Стабилизация мРНК без
участия 3’-концевых
структур типа "стебель–
петля"
Дестабилизация мРНК,
обладающих 3’-
концевыми структурами
типа "стебель–петля",
возможная стабилизация
мРНК без таких структур
трансляция Специфический контакт
с белком PABP,
необходимый для
взаимодействия мРНК с
40S субчастицами
рибосом
Связывание
рибосомного белка S1,
возможно, необходимое
для взаимодействия
мРНК с
30S субчастицами
рибосом
репликация плазмид Не участвует Деградация
антисмысловой РНК,
ингибирующей
репликацию плазмид
типа ColE1
Сплайсинг. Мозаичная интрон-экзонная структура генов эукариот
предполагает функционирование механизма, который бы распознавал интроны
в предшественниках РНК и с высокой точностью удалял их. Действительно, в
1977 г. такой процесс был обнаружен, он получил название сплайсинга (от
англ. splice – соединять концами) и с тех пор интенсивно исследуется.
Удаление последовательностей интронов с помощью сплайсинга
происходит в ядрах эукариот сразу после завершения синтеза пре-РНК. В
сплайсинге, как правило, участвуют особые рибонуклеопротеиновые (РНП)-
частицы – малые ядерные РНП (мяРНП), в состав которых входят мяРНК U1–
U6 и многочисленные белки. Эти РНП-частицы на стыках интронов и экзонов
образуют функциональный комплекс, получивший название сплайсомы. Однако
не все интроны для своего удаления требуют функционирования такого
сложного аппарата. В частности, интроны предшественников тРНК у эукариот
удаляются с участием более простого набора ферментов, а для вырезания
некоторых интронов не требуется никаких дополнительных компонентов, кроме
самих предшественников РНК. Последний процесс получил название
аутосплайсинга (self-splicing). Поскольку механизмы химических реакций,
происходящих в ходе аутосплайсинга, реализуются и при функционировании
сплайсомы, они будут рассмотрены более подробно в следующем разделе.
В заключение этого краткого введения определим с помощью
приведенной ниже схемы термины, которые будут использоваться при
обсуждении механизмов сплайсинга.
5’-Концевой сайт Точка 3’-Концевой сайт
сплайсинга разветвления сплайсинга
↓ ↓ ↓
5’–экзон 1GUAUGU__...__UACUAAC__...__(Py)nAGэкзон 2–3’
←-----------------------Интрон---------------------→
На схеме изображен интрон, соединяющий два соседних экзона в
предшественнике мРНК дрожжей. В общих чертах та же структура характерна и
для пре-мРНК высших организмов. Места соединения интронов и экзонов, в
которых происходит разрыв фосфодиэфирных связей пре-мРНК во время
сплайсинга, в зависимости от их положения в интроне называют 5’- или 3’-
концевыми сайтами сплайсинга. Полипиримидиновая последовательность
(Py)n перед 3'-концевым сайтом сплайсинга существенна для правильного
вырезания интронов. Остаток аденозина в консервативной последовательности
нуклеотидов интрона, расположенный ближе к его 3’-концу, получил название
точки разветвления (branch point). Именно с этим аденозином ковалентно
соединяется 5’-конец интрона, освобождающийся на первом этапе сплайсинга с
образованием структуры типа "лассо" (lariat) (см. ниже). Первичная структура
указанных сайтов мало консервативна в генах, кодирующих ядерные пре-мРНК,
и может значительно варьировать даже у интронов одного и того же организма.
В зависимости от механизма вырезания интронов и особенностей их
пространственной структуры различают интроны групп I, II и III, интроны
ядерных РНК, а также твинтроны – интроны, расположенные внутри интронов.
Аутосплайсинг интронов групп I, II и III. Открытие интронов,
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 18 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |