Экситрон - Exitron
Exitrons ( exonic интроны ) производится путем альтернативного сплайсинга и имеют характеристики обоего интронов и экзонов, но описаны как нераспределенные интроны. Несмотря на то, что они считаются интронами, которые обычно вырезаются из последовательностей пре-мРНК, существуют значительные проблемы, которые возникают, когда экситроны сплайсируются из этих цепей, с наиболее очевидным результатом изменения структур и функций белков. Впервые они были обнаружены у растений, но недавно были обнаружены и у многоклеточных животных.
Альтернативная сварка
Экситроны являются результатом альтернативного сплайсинга (AS), при котором интроны обычно вырезаются из последовательности пре-мРНК, а экзоны остаются в последовательности и транслируются в белки. Одна и та же последовательность в пре-цепи мРНК может рассматриваться как интрон или экзон в зависимости от того, какой белок должен продуцироваться. В результате генерируются разные конечные последовательности мРНК, и большое разнообразие белков может быть получено из одного-единственного гена. Мутации, которые существуют в этих последовательностях, также могут изменить способ сплайсинга последовательности и, как результат, изменить продуцируемый белок. Было обнаружено, что сплайсинговые мутации последовательности мРНК составляют 15-60% генетических заболеваний человека, что позволяет предположить, что экзитроны могут играть решающую роль в гомеостазе органов.
Открытие
Предыдущее исследование рассматривало альтернативный сплайсинг у растений Rockcress ( Arabidopsis ) и точно определяло характеристики сохраняемых интронов в последовательностях. У них было подмножество того, что они назвали «загадочными интронами», которые не содержали стоп-кодонов и теперь считаются экситронами. Те же исследователи провели дальнейшие исследования своих недавно открытых экзитронов и обнаружили 1002 экзитрона в 892 генах роккресса, цветущего растения, которое использовалось для моделирования экзитронов. Хотя они были обнаружены у растений, экситроны также были обнаружены у других видов многоклеточных животных, а также у людей.
Отличие этих областей от типичных интронов
Транскрипты с экситронами в их последовательностях можно отличить от транскриптов с сохраненными интронами тремя способами. Во-первых, транскрипты, содержащие экситроны, транспортируются из ядра для трансляции, тогда как транскрипты, содержащие интроны, идентифицируются как не полностью обработанные и сохраняются в ядре, где они не могут быть транслированы. Во-вторых, только транскрипты с экситронами, длина которых не делится на три, потенциально могут включать последовательности преждевременной терминации, в то время как последовательности с интронами обычно приводят к преждевременной терминации. В-третьих, транскрипты экситронов обычно являются основной изоформой, но с интронами присутствуют лишь в небольших количествах.
Характеристики
Экситроны считаются интронами, но имеют характеристики как интронов, так и экзонов. Они произошли от предковых кодирующих экзонов, но имеют более слабые сигналы сайтов сплайсинга, чем другие интроны. Было обнаружено, что экситроны длиннее и имеют более высокое содержание GC, чем интронные области и конститутивные интроны. Однако они имеют такой же размер, что и конститутивные экзоны, и их содержание GC ниже по сравнению с другими экзонами. Экзитроны не имеют стоп-кодонов в своих последовательностях, имеют синонимичные замены и чаще всего встречаются в виде кратных трех нуклеотидов. Последовательности экситрона содержат сайты для многочисленных посттрансляционных модификаций, включая сумоилирование, убиквитилирование, S-нитрозилирование и ацетилирование лизина. Способность сплайсинга экситронов (EIS) изменять состояние белков демонстрирует эффект, который он может оказывать на ассортимент протеомов .
В арабидопсисе
Сплайсинг экситрона затрагивает 3,3% генов, кодирующих белок Arabidopsis . 11% интронных областей состояли из экситронов, а 3,7% событий AS, обнаруженных в образце, были сплайсингами экситронов. Регуляция EIS в тканях контролируется определенными стрессами, которые играют регулирующую роль в адаптации и развитии растений.
Эффекты
Было обнаружено, что сплайсинг экситронов является консервативной стратегией увеличения пластичности протеома как у растений, так и у животных, поскольку он влияет на свойства белков растений и человека аналогичным образом. Когда экситроны сплайсируются из последовательности, это приводит к внутренне удаленным белкам и затрагивает белковые домены, неупорядоченные области и различные сайты посттрансляционной модификации, которые влияют на функцию белка. Сплайсированные экситроны могут приводить к преждевременной терминации белка, в то время как, напротив, несплайсированные экситроны приводят к образованию полноразмерного белка.
Было обнаружено, что процессинг этих экситронов чувствителен к типам клеток и условиям окружающей среды, а их сплайсинг связан с раком. Нарушение EIS может потенциально способствовать инициированию образования рака за счет его воздействия на несколько генов, связанных с раком. Эти гены включают гены- маркеры рака и гены, участвующие в адгезии , миграции и метастазировании клеток .
Смотрите также
Рекомендации