RNA剪接机制

根据中心法则,DNA编码的遗传信息被转录成RNA,然后翻译成蛋白质。

在将初级mRNA翻译成蛋白质之前,必须先对其进行修饰和编辑。在正常剪接中,一种特殊的蛋白质和RNA复合体(称为剪接体)会附着在mRNA上。特定的RNA转录产物区域(内含子)被切除,而侧翼序列(外显子)拼接在一起。剪接的过程从根本上改变了RNA转录本的信息内容,这直接影响了遗传信息到蛋白质的翻译。 因此剪接的调控代表了基因表达的关键步骤。


剪接过程

剪接体专门用于去除内含子。 剪接体由四个不同的亚基组成,称为小核核糖核蛋白(snRNP或“ snurp”)。 每个“snurp”都有两个小核RNA(snRNA)。 这些特殊的RNA链包含与外显子中特定位置匹配并结合的核苷酸序列。 然后,剪接体的蛋白质部分充当酶,去除内含子并将外显子结合在一起。经过剪接后的mRNA可以被翻译为蛋白质。

—biologydictionary


剪接反应发生在细胞核中。步骤1:内含子序列中位于3'剪接位点附近的分支点A核苷酸攻击5'剪接位点并对其进行切割;内含子序列切割的5'末端由此与该A核苷酸共价连接,形成分支的核苷酸。步骤2:在第一步中创建的第一个外显子序列的3'-OH末端添加到第二个外显子序列的开头,在3'剪接位点切割RNA分子;因此,两个外显子序列彼此连接,内含子序列作为套索被释放。

—aibolita


即将被剪切掉的内含子上需要有三个主要的序列成分。有一个5'剪接位点,共有序列AG | GUAAGU。有一个3'剪接位点,起始于11个核苷酸的聚嘧啶片段,接着是NCAG | G。在两者之间的某个位置,有一个分支点腺嘌呤,通常在YNCURAY序列内(Y是嘧啶,N是任何核苷酸,R是嘌呤)。剪接实际上是两个连续的酯交换反应的集合,并且需要通过自主地或被称为snRNP的蛋白质因子围绕和弯曲RNA来使反应部位在物理位置上接近。

—bio.libretexts


剪接体3D模型


可变剪接

可变剪接也会发生。 虽然对整个机理还不甚了解,但已知某些化学因素可以刺激剪接体以不同方式起作用。,可以给出信号从最终的mRNA中排除一个或多个外显子。 其他信号和途径可能导致剪接体完整保留内含子或跳过大部分蛋白质。 我们的身体对蛋白质有许多不同的用途,并且经常可以使用相同的DNA蓝图来制造许多不同的蛋白质。


RNA Splicing 3D 动画

https://dnalc.cshl.edu/resources/3d/rna-splicing.html

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