Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
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 нитронами
(данные приведены внизу рисунка).
ствующего эк зон а,-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-
Экспрессия генетического материала
нантных ДНК-зондов для кальцитониновой мРНК исследователям удалось
обнаружить, что различные клеточные линии, производные исходной
опухолевой линии, продуцируют различные мРНК, родственные кальцитониновой
или CGR-мРНК (от англ. calcitonin gene-related). Один из видов CGP-mPHK в
больших количествах присутствует в клетках гипоталамуса, которые в норме
продуцируют очень мало собственно кальцитониновой мРНК. С другой стороны,
в обычных клетках щитовидной железы производится значительное количество
именно кальцитониновой мРНК. Специфический для каждой из желез уровень
продукции этих двух родственных мРНК определяется альтернативным
сплайсингом, проиллюстрированным на рис. 16.9. Очевидно, клетки
различного типа, входящие в состав сложного многоклеточного организма,
способны осуществлять специфический контроль сплайсинга и тем самым
обеспечивать синтез сходных, но не идентичных полипептидов, проявляющих
различные (но, вероятно, родственные) функции.
Механизм сплайсинга и факторы, определяющие его специфичность, пока почти
неизвестны. Известно, что молекулы гяРНК исходно связаны с набором так
называемых малых ядерных рибонуклеопротеидов (мяРНП). Судя по всему,
каждая молекула мяРНП состоит из специализированных белков, связанных с
одним из видов малой ядерной РНК (мяРНК), обозначенных Ul, U2, U4, U5 и
U6, содержащихся в ядре в значительных количествах. Изучению мяРНП в
немалой степени способствовало обнаружение у больных красной волчанкой
(аутоиммунное ревматическое заболевание) антител, специфически
взаимодействующих с некоторыми видами мяРНП из различных организмов. Это
свидетельствует о высокой консервативности определенных видов мяРНП.
Удобной модельной системой для изучения сплайсинга оказались ядра клеток,
инфицированных аденовирусом, в которых происходит процесс созревания
аденовирусных мРНК. Можно полагать, что ранний этап экспрессии вирусных
генов основан на использовании обычного клеточного аппарата сплайсинга.
Участие в этом процессе мяРНП было выявлено благодаря тому, что антитела
к мяРНП, полученные от больных волчанкой, специфически ингибируют ранние
этапы сплайсинга при созревании аденовирусной мРНК. Вероятно, наиболее
существенную роль в раннем вирус-специфическом сплайсинге играют мяРНП,
содержащие мяРНК типа U1.
На ранних этапах сплайсинга аденовирусной гяРНК происходит процессинг по
участкам соединения интрон-экзон и эк зон интрон, которые соответствуют
структуре обобщенной последовательности, показанной на рис. 16.8.
Характерно, что 5'-концевая последовательность мяРНК U1 комплементарна
обобщенным 5'- и З'-концевым последовательностям интронов. Это означает,
что за счет комплементарного связывания соответствующих участков интронов
и мяРНК U1 может достигаться сближение концевых последовательностей
данного интрона, обеспечивающее их взаимную ориентацию, необходимую для
правильного сплайсинга (рис. 16.10, Л). Более того, оказалось, что мяРНК
U2 содержит участок, комплементарный концевым последовательностям
некоторых экзонов, соединение которых в ряде мРНК происходит после
