ZNAJDŹ ARTYKUŁ

Volume: 
Issue: 
1
Date of issue: 

Alternatywny splicing to proces, w którym z jednego pre-mRNA powstaje więcej niż jedna izoforma mRNA. Rodzaj powstającej izoformy mRNA jest wynikiem działania dość skomplikowanych mechanizmów regulacyjnych, które pozwalają na uzyskanie na przykład tkankowo-specyficznego wzoru splicingu bądź zmian komórkowego profilu splicingu na różnych etapach rozwoju. Jest to możliwe dzięki współdziałaniu szeregu elementów, spośród których należy wymienić: sekwencję nukleotydową oraz strukturę drugorzędową pre-mRNA, czynniki splicingowe oraz dodatkowe czynniki białkowe i niebiałkowe. Oprócz podstawowych sygnałów splicingowych (miejsca splicingowe, miejsce rozgałęzienia, trakt polipirymidynowy), w pre-mRNA ulegającym alternatywnemu splicingowi znajdują się elementy regulatorowe. Należą tutaj intronowe sekwencje wzmacniające (ISE) i wyciszające (ISS) oraz egzonowe sekwencje wzmacniające (ESE) i wyciszające (ESS). Ich funkcja w regulacji alternatywnego splicingu najogólniej polega na wiązaniu odpowiednich czynników działających w trans, które z kolei wpływają na wybór miejsca splicingowego przez spliceosom. Struktura drugorzędowa pre-mRNA wpływa na alternatywny splicing, decydując o dostępności cząsteczki dla czynników splicingowych. Po pierwsze, utworzenie struktury drugorzędowej wiąże się z powstaniem dwuniciowych fragmentów RNA, które są rozpoznawane przez niektóre czynniki działające w trans. Poza tym struktura drugorzędowa zmienia wzajemne ułożenie elementów cis w przestrzeni, co stwarza dodatkowe możliwości regulatorowe. Podstawową rolę w regulacji alternatywnego splicingu spełniają jednak czynniki działające w trans. Należą do nich między innymi białka SR i hnRNP. Białka SR przyłączają się przeważnie do sekwencji wzmacniających, pełniąc rolę aktywatorów splicingu. Stopień fosforylacji tych białek zmienia się wraz z przebiegiem splicingu i jest przedmiotem złożonej regulacji. Białka hnRNP przyłączają się do sekwencji wyciszających i są inhibitorami splicingu. Ich najlepiej scharakteryzowanym przedstawicielem jest białko PTB, które – jako inhibitor splicingu – uczestniczy przede wszystkim w splicingu tkankowo-specyficznym. W rzeczywistości białka aktywatorowe i inhibitorowe splicingu działają jednocześnie, a ostatecznie o wzorze splicingu decyduje rodzaj związanych białek, ich zdolność do oddziaływania z innymi białkami (w tym ze składnikami spliceosomu), jak również czynniki pozasplicingowe. Transkrypcja jest procesem dość silnie sprzężonym z alternatywnym splicingiem. Główną rolę odgrywa tutaj polimeraza RNA II, a zwłaszcza jej domena C-końcowa: CTD. Domena ta jest odpowiedzialna m.in. za rozmieszczenie czynników splicingowych i transkrypcyjnych w jądrze. Poznano szereg czynników białkowych sprzęgających splicing i transkrypcję poprzez regulowanie stopnia ufosforylowania domeny CTD. Funkcje polimerazy RNA II w splicingu zależą ponadto od rozpoznanego przez nią promotora transkrybowanego genu. Promotor może bowiem decydować o zdolności białek SR do wiązania domeny CTD lub o procesywności polimerazy RNA II (procesywność polimerazy niekiedy wpływa na przebieg splicingu). Wzajemna regulacja splicingu i transkrypcji jest możliwa dzięki czasowemu i przestrzennemu sprzężeniu obu procesów. Splicing zostaje zahamowany podczas mitozy; efekt ten jest w głównej mierze skutkiem zmian stopnia ufosforylowania niektórych czynników splicingowych. Na przykład białko SRp38 ulega defosforylacji wraz z początkiem mitozy i w tej postaci zakłóca funkcje białek SR na wczesnym etapie splicingu. Fosforylacja tego czynnika już po zakończeniu mitozy, przywraca komórce zdolność do przeprowadzania splicingu. Splicing jest regulowany przez jeszcze inne procesy w komórce. Na przykład niektóre czynniki splicingowe wykorzystują proces degradacji mRNA niosących przedwczesny kodon stop do regulacji poziomu swojej ekspresji, jak ma to miejsce w przypadku białka PTB. Na komórkę działają różnego rodzaju bodźce zewnątrzkomórkowe, jak na przykład czynniki wzrostu, hormony i czynniki wywołujące depolaryzację błony komórkowej. Jedną z odpowiedzi komórki na te bodźce jest zmiana profilu splicingu alternatywnego. Angażowane są tutaj szlaki przekazywania sygnałów, które zmieniają stopień ufosforylowania odpowiednich czynników działających w trans (głównie białek SR). Splicing można regulować poprzez wprowadzanie do komórki pewnych związków chemicznych. Należą tutaj niskocząsteczkowe inhibitory splicingu – związki te hamują splicing na różnych jego etapach i pewne nadzieje wiąże się z wykorzystaniem ich w leczeniu schorzeń wywołanych nieprawidłowym splicingiem.

Download the article: 

Redakcja
Andrzej ŁUKASZYK – przewodniczący, Szczepan BILIŃSKI,
Mieczysław CHORĄŻY, Włodzimierz KOROHODA,
Leszek KUŹNICKI, Lech WOJTCZAK

Adres redakcji:
Katedra i Zakład Histologii i Embriologii Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu, ul. Święcickiego 6, 60-781 Poznań, tel. +48 61 8546453, fax. +48 61 8546440, email: mnowicki@ump.edu.pl

PBK Postępby biologi komórki