접착

그만큼 접착 성숙한 mRNA가 pre-mRNA에서 나오는 동안 진핵 생물의 세포 핵에서 전사하는 동안 중요한 과정을 나타냅니다. 전사 후 pre-mRNA에 여전히 포함되어있는 인트론은 제거되고 나머지 엑손은 결합되어 완성 된 mRNA를 형성합니다.

접합이란?

분자 생물학의 핵심 교리는 유전 정보의 흐름이 RNA를 통해 단백질로 정보 운반자 DNA에서 발생한다고 말합니다. 유전자 발현의 첫 번째 단계는 전사로 알려진 것입니다. RNA는 DNA를 주형으로 사용하여 합성됩니다. DNA는 유전 정보의 운반자이며, 4 개의 염기 인 아데 인, 티민, 구아닌 및 시토신으로 구성된 코드의 도움으로 그곳에 저장됩니다. RNA 중합 효소 단백질 복합체는 전사 과정에서 DNA의 염기 서열을 읽고 이에 상응하는 "pre-messenger RNA"(줄여서 pre-mRNA)를 생성합니다. 티민 대신 우라실이 항상 포함됩니다.

유전자는 엑손과 인트론으로 구성됩니다. 엑손은 실제로 유전 정보를 암호화하는 게놈의 일부입니다. 대조적으로 인트론은 유전자 내의 비 코딩 부분을 나타내며, DNA에 저장된 유전자는 이후 단백질의 어떤 아미노산에도 해당하지 않고 번역에 기여하지 않는 긴 부분을 통과합니다.

유전자는 최대 60 개의 인트론을 가질 수 있으며 길이는 35 ~ 100,000 개 뉴클레오티드입니다. 평균적으로이 인트론은 엑손보다 10 배 더 깁니다. 전사의 첫 번째 단계에서 생성 된 pre-mRNA는 종종 미성숙 mRNA라고도하며 여전히 엑손과 인트론을 모두 포함합니다. 여기에서 접합 과정이 시작됩니다.

인트론은 pre-mRNA에서 제거되어야하고 나머지 엑손은 함께 연결되어야합니다. 그래야만 성숙한 mRNA가 세포핵을 떠나 번역을 시작할 수 있습니다.

스 플라이 싱은 대부분 스플 라이스 오솜 (독일어 : 스플 라이스 오솜)의 도움으로 수행됩니다. 이것은 5 개의 snRNP (작은 핵 리보 핵 단백질 입자)로 구성됩니다. 이러한 각 snRNP는 snRNA와 단백질로 구성됩니다. snRNP의 일부가 아닌 일부 다른 단백질도 스 플라 세오 솜의 일부입니다. 스 플라이 소좀은 메이저 스 플라이 소좀과 마이너 스 플라이 소좀으로 나뉩니다. 주요 스 플라 세오 좀은 모든 인간 인트론의 95 % 이상을 처리하며, 마이너 스플 라이스 오좀은 주로 ATAC 인트론을 대신합니다.

접합에 대한 설명으로 Richard John Roberts와 Phillip A. Sharp는 1993 년에 노벨 의학상을 수상했습니다. Thomas R. Cech와 Sidney Altman은 대체 접합 및 RNA의 촉매 효과에 대한 연구로 1989 년 노벨 화학상을 받았습니다.

기능 및 작업

접합 과정에서 spliceosome은 개별 부품에서 새로 형성됩니다. 포유류에서 snRNP U1은 먼저 5'- 스플 라이스 부위에 축적되고 나머지 스플 라이스 오솜의 형성을 시작합니다. snRNP U2는 인트론의 분기점에 바인딩됩니다. 그런 다음 tri-snRNP도 바인딩됩니다.

스플 라이스 오솜은 두 번의 연속적인 에스테르 교환 반응을 통해 스 플라이 싱 반응을 촉매합니다. 반응의 첫 번째 부분에서 "분기점 서열"(BPS)에있는 아데노신의 2'-OH 그룹의 산소 원자가 5'- 스플 라이스 부위에있는 포스 포디 에스테르 결합의 인 원자를 공격합니다. 이것은 5 '엑손을 방출하고 인트론을 순환시킵니다. 5'-exon의 현재 자유 3'-OH 그룹의 산소 원자는 이제 3'-splice 사이트에 결합하여 두 개의 엑손이 연결되고 인트론이 방출됩니다. 인트론은 lariat라고 불리는 유선형 형태로 만들어지며, 그 후 분해됩니다.

이와는 대조적으로 스 플라이 소좀은자가 접합에서 역할을하지 않습니다. 여기서 인트론은 RNA 자체의 2 차 구조에 의해 번역에서 제외됩니다. tRNA (transfer RNA)의 효소 적 접합은 진핵 생물과 고세균에서 발생하지만 박테리아에서는 발생하지 않습니다.

스 플라이 싱 프로세스는 엑손-인트론 경계에서 정확히 최대한 정밀하게 이루어져야합니다. 왜냐하면 단일 뉴클레오티드에 의한 편차는 잘못된 아미노산 코딩으로 이어지고 따라서 완전히 다른 단백질이 형성되기 때문입니다.

pre-mRNA의 접합은 환경 적 영향이나 조직 유형에 따라 다르게 나타날 수 있습니다. 이것은 동일한 DNA 서열과 동일한 pre-mRNA에서 서로 다른 단백질이 형성 될 수 있음을 의미합니다. 이 프로세스를 대체 접합이라고합니다. 인간 세포에는 약 20,000 개의 유전자가 포함되어 있지만 대체 접합으로 인해 수십만 개의 단백질을 생산할 수 있습니다. 모든 인간 유전자의 약 30 %는 대체 스 플라이 싱을 가지고 있습니다.

스 플라이 싱은 진화에서 중요한 역할을했습니다. 엑손은 종종 서로 다른 방식으로 결합 될 수있는 단백질의 개별 도메인을 인코딩합니다. 이것은 완전히 다른 기능을 가진 매우 다양한 단백질이 단지 몇 개의 엑손에서 생산 될 수 있음을 의미합니다. 이 과정을 엑손 셔플 링이라고합니다.

질병 및 질병

일부 유전병은 접합과 밀접하게 관련하여 발생할 수 있습니다. 비 코딩 인트론의 돌연변이는 일반적으로 단백질 형성에 오류를 일으키지 않습니다. 그러나 스 플라이 싱 조절에 중요한 인트론의 일부에 돌연변이가 발생하면 pre-mRNA의 잘못된 스 플라이 싱이 발생할 수 있습니다. 생성 된 성숙한 mRNA는 결함이 있거나 최악의 경우 유해한 단백질을 암호화합니다. 예를 들어 유전성 빈혈 인 베타-지중해 빈혈의 일부 유형이 있습니다. 이러한 방식으로 발생하는 질병의 다른 대표는 예를 들어 Ehlers-Danlos 증후군 (EDS) II 형 및 척추 근육 위축입니다.