Вторичные дефекты сплайсинга

Под вторичными дефектами сплайсинга понимаются мутации в регуляторных факторах, важных для процесса сплайсинга. Действие различных активаторов и/или репрессоров может определять пути прохождения альтернативного сплайсинга. В зависимости от того, какой регулятор действует, пре-мРНК меняется. В некоторых случаях, это может привести к серьёзным нарушениям. Примером таких нарушений является Синдром Прадера-Вилли, генетическая болезнь, характеризующаяся интеллектуальными и поведенческими отклонениями.

Фермент ацетилхолинэстераза (AChE) собирается из серии белков. В ходе его альтернативного сплайсинга могут получаться три изоформы белка, которые вызывают такие заболевания, как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона. Разбалансировка регуляторов сплайсинга может приводить к избытку AChE-R, изоформе AChE, найденной у пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера. (Eric T.Wang et al, 2008)

заключение

альтернативный сплайсинг – сложный многоступенчатый процесс. Его прохождение обеспечивается множеством различных факторов и цис-элементов. От правильности их работы зависит качественный и количественный состав получаемых транскриптов и производных от них белков. Строение образующихся в организме белков очень важно для правильного функционирования тканей и органов. Особенное значение это имеет для тех систем, которые активно используют продукты трансляции в своей работе (например, нервная система). При нарушениях в процессе альтернативного сплайсинга могут возникать различные заболевания, такие, как мышечная дистрофия Дюшена, болезнь Альцгеймера и другие нейродегенеративные заболевания.

В работе были охарактеризованы процесс сплайсинга и факторы, обеспечивающие его прохождение. Также описано влияние альтернативного сплайсинга на процесс эволюции, изменчивость организмов; перечислены основные заболевания человека, возникающие в результате нарушения некоторых стадий прохождения сплайсинга.

Список литературы

1. Molecular biology of the cell / Bruce Alberts [et al]. – 5-th edition. – 2007. – 1392 p / p. 347-357.

2. Schoenberg D. R. Re-capping the message / Schoenberg D. R., Maquat L.E. // Trends Biochem Sci. – 2009. – №34. – P.435-442.

3. Proudfoot N. J. Integrating mRNA processing with transcription. / Proudfoot N. J., Furger A., Dye M. J // Cell. – 2002. – Vol. 108. – № 4. – P.501-512.

4. Marzluff W. F. The human and mouse replication-dependent histone genes. /Marzluff W. F., Gongidi P., Woods K. R., Jin J., Maltais L. J. // Genomics. – 2002. – Vol.80. – №5.– P.487-498

5. Hunt A. G. Arabidopsis mRNA polyadenylation machinery: comprehensive analysis of protein-protein interactions and gene expression profiling. / Hunt A. G., Xu R., Addepalli B., Rao S., Forbes K. P., Meeks L. R., Xing D., Mo M., Zhao H., Bandyopadhyay A., Dampanaboina L., Marion A., Von Lanken C., Li Q. Q. // BMC genomics. – 2008. – Vol. 9. – P. 220.

6. Brennicke A. RNA editing. / Brennicke A, Marchfelder A, Binder S. // FEMS Microbiol Rev. – 1999. – №23. – P.297-316.

7. Alfonzo, J.D. The mechanism of U insertion/deletion RNA editing in kinetoplastid mitochondria. /Alfonzo, J.D., Thiemann, T. and Simpson, L. // Nucleic Acids Research. – №25. – P.3751-3759.

8. Blum, B A model for RNA editing in kinetoplastid mitochondria: 'Guide' RNA molecules transcribed from maxicircle DNA provide the edited information. /Blum, B., Bakalara, N., Simpson, L. // Cell. – 1990. – 60. – P.189-198

9. Simpson, L Sense from nonsense: RNA editing in mitochondria of kinetoplastid protozoa and slime molds. / Simpson, L., Thiemann, O.H. // Cell. – 1995. – 81. P.837-840.

10. Hajduk, S.L. Mitochondrial mRNA editing in kinetoplastid protozoa. / Hajduk, S.L., Sabatini, R.S. // Modification and Editing of RNA – 1998. – P. 377-394.

11. Banerjee A. K. 5'-terminal cap structure in eucaryotic messenger ribonucleic acids. / Banerjee A. K. // Microbiology Review. – 1980. – №44 – P.175-205.

12. Belasco J. G. All things must pass: contrasts and commonalities in eukaryotic and bacterial mRNA decay. / Belasco J. G. // Nature Reviews Molecular Cell Biology – 2010 – №11 – P.467-78.

13. Deep surveying of alternative splicing complexity in the human transcriptome by high-throughput sequencing // Nature Genetics – №40. – P.1413-1415.

14. Function of alternative splicing. [Gene. 2005]

15. Alternative splicing and evolution: diversification, exon definition and function // Nature Reviews Genetics – 2010. – №11. – P.345–355

16. Mechanisms of alternative pre-messenger RNA splicing // Annual Review of Biochemistry – 2003. – Vol. 72 – P.291-336

17. Nucleic acids research – 2004. – vol.32 No.13 – P.3977-3983

18. Kim DJ Splicing factor ASF/SF2 and transcription factor PPAR-gamma cooperate to directly regulate transcription of uncoupling protein-3. / Kim DJ, Oh B, Kim YY // Biochem. Biophys. Res. Commun. – 2009. – 378 (4) – P.877-82.

19. Zuo P Functional domains of the human splicing factor ASF/SF2 / Zuo P, Manley JL // EMBO J. – 1993. – 12 (12). – P.4727-37.

20. Li X Inactivation of the SR protein splicing factor ASF/SF2 results in genomic instability. / Li X, Manley JL // Cell. – 2005. – 122 (3). – P.365-378.

21. KrainerAR The essential pre-mRNA splicing factor SF2 influences 5' splice site selection by activating proximal sites. / Krainer AR, Conway GC, Kozak D // Cell – 1990. – 62 (1). – P.35-42.

22. Michlewski G The splicing factor SF2/ASF regulates translation initiation by enhancing phosphorylation of 4E-BP1. / Michlewski G, Sanford JR, Cáceres JF // Cell – 2008. – 30 (2). – P.179-89.

23. Hagopian JC Adaptable molecular interactions guide phosphorylation of the SR protein ASF/SF2 by SRPK1. / Hagopian JC, Ma CT, Meade BR, Albuquerque CP, Ngo JC, Ghosh G, JenningsPA, Fu XD, Adams JA // J. Mol. Biol. – 2008. – 382 (4) – P.894-909.

24. Masuyama K Factors associated with a purine-rich exonic splicing enhancer sequence in Xenopus oocyte nucleus. / Masuyama K, Taniguchi I, Okawa K, Ohno M // Biochem. Biophys. Res. Commun. – 2007. – 359 (3) – P.580-585.

25. Zhang X Characterization of regulatory intronic and exonic sequences involved in alternative splicing of scavenger receptor class B gene. / Zhang X, Merkler KA, McLean MP // Biochem. Biophys. Res. Commun. – 2008. – 372 (1) – P.173-178.

26. MaCT Ordered multi-site phosphorylation of the splicing factor ASF/SF2 by SRPK1. / Ma CT, Velazquez-Dones A, Hagopian JC, Ghosh G, Fu XD, Adams JA // J. Mol. Biol. – 2008. – 376 (1) – P.55-68.

27. Cao W Both phosphorylation and dephosphorylation of ASF/SF2 are required for pre-mRNA splicing in vitro. / Cao W, Jamison SF, Garcia-Blanco MA // RNA – 1997. – 3 (12) – P.1456-1467.

28. Karni R The gene encoding the splicing factor SF2/ASF is a proto-oncogene. / Karni R, de Stanchina E, Lowe SW, Sinha R, Mu D, Krainer AR // Nat. Struct. Mol. Biol. – 2007. – 14 (3) – P.185-193.

29. Tange TО SF2/ASF binds to a splicing enhancer in the third HIV-1 tat exon and stimulates U2AF binding independently of the RS domain. / Tange TО, Kjems J // J. Mol. Biol. – 2001. – 312 (4) – P.649-62.

30. Talmadge CB Chromosomal mapping of three human LAMMER protein-kinase-encoding genes. / Talmadge CB, Finkernagel S, Sumegi J, Sciorra L, Rabinow L // Hum Genet. – 1998. – 103 (4) – P.523-524.

31. Lalioti MD The gene for human U2 snRNP auxiliary factor small 35-kDa subunit (U2AF1) maps to the progressive myoclonus epilepsy (EPM1) critical region on chromosome 21q22.3. / Lalioti MD, Gos A, Green MR, Rossier C, Morris MA, Antonarakis SE // Genomics – 1997. – 33 (2) – P.298-300.

32. Gui JF A serine kinase regulates intracellular localization of splicing factors in the cell cycle. / Gui JF, Lane WS, Fu XD // Nature – 1994. – 369 (6482) – P.678–682.

33. Bernstein HS Pombe Cdc5-related protein. A putative human transcription factor implicated in mitogen-activated signaling. / Bernstein HS, Coughlin SR // J BiolChem – 1997. – 272 (9) – P.5833-5837.

34. Danckwardt S Abnormally spliced beta-globin mRNAs: a single point mutation generates transcripts sensitive and insensitive to nonsense-mediated mRNA decay. / Danckwardt S, Neu-Yilik G, Thermann R, Frede U, Hentze MW, Kulozik AE // Blood – 2002. – 99 (5) – P.1811-1816.

35. Matlin, AJ Understanding alternative splicing: towards a cellular code. / Matlin, AJ; Clark, F; Smith, CWJ // Nature Reviews. – 2005. – 6 (5) – P.386-398.

36. Bauer, Joseph Alan A Global View of Cancer-Specific Transcript Variants by Subtractive Transcriptome-Wide Analysis. / Bauer, Joseph Alan; He, Chunjiang; Zhou, Fang; Zuo, Zhixiang; Cheng, Hanhua; Zhou, Rongjia // PLoS ONE. – 2009. – 4 (3). – e4732

37. Berget SM Spliced segments at the 5' terminus of adenovirus 2 late mRNA. / Berget SM, Moore C, Sharp PA // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. – 1977. – 74 (8) – P.3171-3175.

38. Lim, KH Using positional distribution to identify splicing elements and predict pre-mRNA processing defects in human genes. / Lim, KH; Ferraris, L; Filloux, ME; Raphael, BJ; Fairbrother, WG // Proc. Natl. Acad. Sci. USA – 2011. – 108 (27) – P.11093-11098.

39. Reid, DC Next-generation SELEX identifies sequence and structural determinants of splicing factor binding in human pre-mRNA sequence. / Reid, DC; Chang, BL; Gunderson, SI; Alpert, L; Thompson, WA; Fairbrother, WG // RNA. – 2009. – 15 (12) – P.2385-2397.

40. Wang, Z Splicing regulation: from a parts list of regulatory elements to an integrated splicing code. / Wang, Z; Burge, Cb // RNA. – 2008. – 14 (5) – P.802-813.

41. Fairbrother, WG Single nucleotide polymorphism-based validation of exonic splicing enhancers. / Fairbrother, WG; Holste, D; Burge, CB; Sharp, PA // PLoSBiol – 2004. – 2 (9) – e268.

42. Bauer, Joseph Alan A Global View of Cancer-Specific Transcript Variants by Subtractive Transcriptome-Wide Analysis. / Bauer, Joseph Alan; He, Chunjiang; Zhou, Fang; Zuo, Zhixiang; Cheng, Hanhua; Zhou, Rongjia // PLoS ONE – 2004. – 4 (3) – e4732.

43. Leff SE Complex transcriptional units: diversity in gene expression by alternative RNA processing. / Leff SE, Rosenfeld MG, Evans RM // Annu. Rev. Biochem. – 1986. – 55 (1) – P.1091-1117.

44. Chow LT The spliced structures of adenovirus 2 fiber message and the other late mRNAs. / Chow LT, Broker TR // Cell. – 1978. – 15 (2) – P.497-510.

45. Rosenfeld MG Calcitonin mRNA polymorphism: peptide switching associated with alternative RNA splicing events. / Rosenfeld MG, Lin CR, Amara SG et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. – 1982. – 79 (6) – P.1717-1721.

46. Eric T. Wang Alternative isoform regulation in human tissue transcriptomes. / Eric T. Wang, Rickard Sandberg, Shujun Luo, Irina Khrebtukova, Lu Zhang, Christine Mayr, Stephen F. Kingsmore, Gary P. Schroth& Christopher B. Burge // Nature. – 2008. – P.456, 470-476

47. Sato, T Anti-U1 RNP antibodies in cerebrospinal fluid are associated with central neuropsychiatric manifestations in systemic lupus erythematosus and mixed connective tissue disease. / Sato, T; Fujii, T; Yokoyama, T; Fujita, Y; Imura, Y; Yukawa, N; Kawabata, D; Nojima, T; Ohmura, K; Usui, T; Mimori, T // Arthritis and rheumatism – 2010. – 62 (12) – P.3730-3740.

Дата добавления: 2015-09-07