Сплайсинг гяРнк-транскриптов

Типичная организация транскрипционной единицы РНК-полимеразы II показана на рис. 16.8. О существовании интронов, разделяющих смысловые участки многих генов, кодирующих белки эукариот, уже говорилось в гл. 11. Созревание первичных РНК-транскриптов, включающее удаление интронов (сплайсинг) с образованием цитоплазматических мРНК, может с+лужить в качестве еще одного уровня контроля экспрессии генов. Было обнаружено также, что возможность альтернативного сплайсинга позволяет расширить кодирующий потенциал данной транскрипционной единицы.

Сравнение последовательностей на границах 5'-экзон - 3'-интрон и 5'-интрон - 3'-экзон для ряда гяРНК различных типов эукариотических клеток позволило выявить общие для всех случаев пары нуклеотидов (рис. 16.8). На 5'-конце интрона всегда находится пара GU, а на 3'-конце-почти всегда пара AG. Эти характерные особенности дают основания предположить существование некоторого общего механизма точного вырезания интронов и соединения экзонов в ходе созревания гяРНК.

Сплайсинг обычно начинается после полиаденилирования транскрипта и, вероятно, достаточно жестко контролируется. В транскриптах, содержащих ряд интронов, ошибочный сплайсинг, например между 5'-концом одного интрона и 3'-концом второго с удалением соответ-

Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

16. Регуляция экспрессии генов у эукариот 217

Рис. 16.8. Структурная организация типичной транскрипционной единицы, считываемой РНК-полимеразой II (без соблюдения масштаба). Число экзонов и интронов для различных транскрипционных единиц варьирует в весьма широких пределах. Показана только некодирующая цепь ДНК.	Приведена обобщенная последовательность участков сплайсинга. Эта последовательность выведена на основании сравнительного анализа 38 различных последовательностей на границах между экзонами и интронами (данные приведены внизу рисунка).

ствующего экзона, - явление чрезвычайно редкое. В каждом случае происходит удаление всех интронов по отдельности. В то же время порядок удаления интронов может быть различным. Этот процесс в данном транскрипте не обязательно начинается с 3'- или 5'-концевого интрона. Следовательно, может существовать несколько различных интермедиатов на пути к одной и той же мРНК.

В то же время альтернативный сплайсинг действительно имеет место и так же жестко контролируется в соответствии, например, с типом клеток, со стадией развития, а также со стадией инфекции вирусами типа SV40 или аденовирусами. По мере детального изучения различных транскрипционных единиц становится известно все большее и большее число примеров альтернативного контролируемого сплайсинга, приводящего к образованию различных зрелых мРНК из одного первичного транскрипта. Альтернативный сплайсинг, вероятно, очень характерен для основных регуляторных генов, например для комплекса bithorax у Drosophila (см. гл. 17), в системе иммунного ответа у млекопитающих и в организации экспрессии генов нейроэндокринной системы.

Кальцитонин - это полипептидный гормон, продуцируемый клетками щитовидной железы и играющий регуляторную роль в метаболизме кальция. Исследования продукции кальцитониновой мРНК в культуре клеток опухоли щитовидной железы крысы выявили спонтанные изменения типов мРНК, образующиеся в ходе созревания первичного транскрипта кальцитонинового гена. С использованием рекомби-