Ein spliceosome ist ein Komplex von snRNA und Protein-Subeinheiten, der introns von einem abgeschriebenen pre-mRNA (hnRNA) Segment entfernt. Dieser Prozess wird allgemein das Verstärken genannt.

Zusammensetzung

Jeder spliceosome wird aus fünf kleinen Kern-RNAs (snRNA) und einer Reihe von verbundenen Protein-Faktoren zusammengesetzt. Wenn diese kleine RNS wird mit den Protein-Faktoren verbunden, sie einen Komplex des RNS-Proteins machen, hat snRNP genannt.

Die snRNAs, die den Kernspliceosome zusammensetzen, werden U1, U2, U4, U5 und U6 genannt, und nehmen an mehrerer RNS-RNS und Wechselwirkungen des RNS-Proteins teil. Der RNS-Bestandteil des kleinen Kernribonukleinproteins oder snRNP (hat "snurp" ausgesprochen), ist an uridine (das nucleoside Analogon des uracil nucleotide) reich.

Der kanonische Zusammenbau des spliceosome kommt von neuem auf jedem hnRNA (pre-mRNA) vor. Der hnRNA enthält spezifische Folge-Elemente, die anerkannt und während des spliceosome Zusammenbaues verwertet werden. Diese schließen die 5' Endverbindung, die Zweigpunkt-Folge, die polypyrimidine Fläche und die 3' Endverbindungsseite ein. Der spliceosome katalysiert die Eliminierung von introns und den ligation des angrenzenden exons.

Introns haben normalerweise einen GU nucleotide Folge an der 5' Endverbindungsseite und ein AG an der 3' Endverbindungsseite. Die 3' Verbindungsseite kann weiter durch eine variable Länge von polypyrimidines, genannt die polypyrimidine Fläche (PPT) definiert werden, der der Doppelfunktion des Rekrutierens von Faktoren zur 3' Verbindungsseite und vielleicht Rekrutieren-Faktoren zur Zweigpunkt-Folge (BPS) dient. Der BPS enthält das erhaltene für den ersten Schritt des Verstärkens erforderliche Adenosin.

Eine Gruppe von weniger reichlichem snRNAs, U11, U12, U4atac, und U6atac, zusammen mit U5, ist Subeinheiten des so genannten geringen spliceosome, der eine seltene Klasse von pre-mRNA introns, angezeigtem U12-Typ spleißt. Diese snRNPs formen sich U12 spliceosome werden im cytosol gelegen.

Neue Beweise sind auf die erste Kristallstruktur einer Gruppe zurückzuführen gewesen II intron weisen darauf hin, dass der spliceosome wirklich ein ribozyme ist, und dass es einen Zwei-Metalle-Ion-Mechanismus für die Katalyse verwendet.

Das alternative Verstärken

Das Alternative-Verstärken (die Wiederkombination von verschiedenem exons) ist eine Hauptquelle der genetischen Ungleichheit in eukaryotes. Verbindungsvarianten sind verwendet worden, um für die relativ kleine Zahl von Genen im menschlichen Erbgut verantwortlich zu sein. Seit Jahren hat sich die Schätzung weit mit Spitzenschätzungen geändert, die 100,000 Gene, aber jetzt wegen des Humangenomprojekts erreichen, wie man glaubt, ist die Zahl an 20,000 Genen näher. Ein besonderes Taufliege-Gen (Dscam, die Taufliege homolog des Menschen Unten Syndrom-Zellfestkleben-Molekül DSCAM) kann in 38,000 verschiedene mRNA wechselweise gesplissen werden.

Das RNS-Verstärken

1977 hat die Arbeit von den Laboratorien von Sharp und Laboratorien von Roberts offenbart, dass Gene von höheren Organismen "gespalten" werden oder Gegenwart in mehreren verschiedenen Segmenten entlang dem DNA-Molekül. Die Codiergebiete des Gens werden durch das Nichtcodieren der DNA getrennt, die am Protein-Ausdruck nicht beteiligt wird. Die Spalt-Genstruktur wurde gefunden, als adenoviral mRNAs zu endonuclease Spaltungsbruchstücken der einzelnen gestrandeten Viren-DNA gekreuzt wurden. Es wurde bemerkt, dass der mRNAs der MRNA-DNA-Hybriden 5 enthalten hat' und 3' Schwänze von Nichtwasserstoff Gebiete verpfändet haben. Als größere Bruchstücke der Viren-DNA, gabelförmige Strukturen von geschlungenen verwendet wurden, wurde DNA, wenn gekreuzt, zum Viren-mRNAs beobachtet. Es wurde begriffen, dass das geschlungene Gebiete, der introns, vom Vorgänger mRNAs in einem Prozess herausgeschnitten werden, den Sharp "das Verstärken" genannt hat. Wie man nachher fand, war die Spalt-Genstruktur für die meisten eukaryotic Gene üblich. Phillip Sharp und Richard J. Roberts wurde dem 1993-Nobelpreis in der Physiologie oder Medizin für ihre Entdeckung von introns und dem Verstärken-Prozess zuerkannt.

Zusammenbau von Spliceosome

Das Modell für die Bildung der spliceosome aktiven Seite schließt einen bestellten, schrittweisen Zusammenbau von getrennten snRNP Partikeln auf dem hnRNA Substrat ein. Die erste Anerkennung von hnRNAs ist mit U1 snRNP verbunden, der zur 5' Endverbindungsseite des hnRNA bindet, und anderer non-snRNP hat Faktoren vereinigt, um den Engagement-Komplex oder frühen (E) Komplex in Säugetieren zu bilden. Der Engagement-Komplex ist ein ATP-unabhängiger Komplex, der den hnRNA zum Verstärken-Pfad begeht. U2 snRNP wird zum Zweiggebiet durch Wechselwirkungen mit dem E komplizierten bildenden U2AF (U2 snRNP Hilfsfaktor) und vielleicht U1 snRNP rekrutiert. In einer ATP-abhängigen Reaktion wird U2 snRNP dicht vereinigt mit der Zweigpunkt-Folge (BPS), um Komplex A zu bilden. Ein Duplex-, der zwischen U2 snRNP und dem hnRNA Zweiggebiet gebildet ist, baucht sich das Zweigadenosin aus, das es als der nucleophile für die erste Umesterung angibt.

Die Anwesenheit eines pseudouridine Rückstands in U2 snRNA, fast Gegenteil der Zweigseite, läuft auf eine veränderte Angleichung der nach der Schwergängigkeit von U2 snRNP Duplex-RNS-RNS hinaus. Spezifisch legt die veränderte Struktur des durch den pseudouridine veranlassten Duplex-die 2' OH des ausgebauchten Adenosins in einer günstigen Position für den ersten Schritt des Verstärkens. Der U4/U5/U6 tri-snRNP (sieh Abbildung 1), wird zur Versammlung spliceosome rekrutiert, um Komplex B, und im Anschluss an mehrere Neuordnungen zu bilden, Komplex C (der spliceosome) wird für die Katalyse aktiviert. Es ist unklar, wie der dreifache snRNP zum Komplex A rekrutiert wird, aber dieser Prozess kann durch Wechselwirkungen des Protein-Proteins und/oder Grundpaarungswechselwirkungen zwischen U2 snRNA und U6 snRNA vermittelt werden.

U5 snRNP wirkt mit Folgen an den 5' und 3' Verbindungsseiten über die invariant Schleife von U5 snRNA aufeinander, und U5 Protein-Bestandteile wirken mit dem 3' Verbindungsseite-Gebiet aufeinander.

Nach der Einberufung des dreifachen snRNP gehen mehrere Neuordnungen der RNS-RNS dem ersten katalytischen Schritt voran, und weitere Neuordnungen kommen im katalytisch aktiven spliceosome vor. Mehrere der Wechselwirkungen der RNS-RNS sind gegenseitig exklusiv; jedoch ist es nicht bekannt, was diese Wechselwirkungen, noch die Ordnung dieser Neuordnungen auslöst. Die erste Neuordnung ist wahrscheinlich die Versetzung von U1 snRNP von der 5' Verbindungsseite und Bildung einer Wechselwirkung von U6 snRNA. Es ist bekannt, dass U1 snRNP nur mit völlig gebildetem spliceosomes schwach vereinigt wird, und U1 snRNP zur Bildung eines U6-5' Verbindungsseite-Wechselwirkung auf einem Modell des Substrats oligonucleotide hemmend ist, kurze 5' exon und 5' Verbindungsseite enthaltend. Die Schwergängigkeit von U2 snRNP zur Zweigpunkt-Folge (BPS) ist ein Beispiel einer Wechselwirkung der RNS-RNS, die eine Wechselwirkung der Protein-RNS versetzt. Nach der Einberufung von U2 snRNP der Zweig verbindliches Protein wird SF1 im Engagement-Komplex versetzt, da die verbindliche Seite von U2 snRNA und SF1 gegenseitig exklusive Ereignisse ist.

Innerhalb von U2 snRNA gibt es andere gegenseitig exklusive Neuordnungen, die zwischen dem Konkurrieren conformations vorkommen. Zum Beispiel, in der aktiven Form, Stamm-Schleife wird IIa bevorzugt; in der untätigen Form herrscht eine gegenseitig exklusive Wechselwirkung zwischen der Schleife und einer abwärts gelegenen Folge vor. Es ist unklar, wie U4 von U6 snRNAm versetzt wird, obwohl RNS in den spliceosome Zusammenbau hineingezogen worden ist und fungieren kann, um U4/U6 abzuwickeln und die Bildung einer Wechselwirkung von U2/U6 snRNA zu fördern. Die Wechselwirkungen von U4/U6-Stamm-Schleifen I und II trennen sich ab und die befreite Stamm-Schleife, in der II Gebiet von U6-Falten auf sich, um eine intramolekulare Stamm-Schleife und U4 zu bilden, weiter spliceosome Zusammenbau nicht mehr erforderlich ist. Die befreite Stamm-Schleife I Gebiet von U6 stützt Paare mit U2 snRNA, der die U2/U6 Spirale I bildet. Jedoch ist die Spirale, die ich strukturiere, mit den 3' Hälften eines inneren 5' Stamm-Schleife-Gebiets von U2 snRNA gegenseitig exklusiv.

Links