Войти
A мутация сайта сплайсинга - это генетическая мутация, которая вставляет, удаляет или изменяет количество нуклеотидов в конкретном сайте, в котором происходит сплайсинг во время обработки предшественника матричной РНК в зрелая информационная РНК. Консенсусные последовательности сайтов сплайсинга, которые управляют распознаванием экзона, расположены на самых концах интронов. Удаление сайта сплайсинга приводит к тому, что один или несколько интронов остаются в зрелой мРНК и могут приводить к продукции аномальных белков. Когда происходит мутация сайта сплайсинга, транскрипт мРНК обладает информацией от этих интронов, которую обычно не следует включать. Предполагается, что интроны удаляются, а экзоны экспрессируются.
Мутация должна происходить в конкретном сайте, на котором происходит сплайсинг интрона: в некодирующих сайтах в гене, непосредственно рядом с местоположением экзона. Мутация может представлять собой вставку, делецию, сдвиг рамки и т. Д. Сам процесс сплайсинга контролируется данными последовательностями, известными как последовательности донора сплайсинга и акцепторные последовательности сплайсинга, которые окружают каждый экзон. Мутации в этих последовательностях могут привести к удержанию мРНК больших сегментов интронной ДНК или к сплайсингу целых экзонов из мРНК. Эти изменения могут привести к производству нефункционального белка. Интрон отделяется от его экзона с помощью сайта сплайсинга. Акцепторный сайт и донорный сайт, относящиеся к сайтам сплайсинга, передают сигнал сплайсосоме, где должен быть произведен фактический разрез. Эти донорские сайты или сайты узнавания важны в процессинге мРНК. Средний ген позвоночных состоит из множества небольших экзонов (средний размер, 137 нуклеотидов), разделенных интронами, которые значительно больше.
Визуальное представление экземпляра мутации сайта сплайсинга В 1993 году Ричард Дж. Робертс и Филип Аллен Шарп получили Нобелевскую премию по физиологии и медицине за открытие «раскола гены ". Используя модель аденовируса в своем исследовании, они смогли обнаружить сплайсинг - тот факт, что пре-мРНК преобразуется в мРНК после удаления интронов из сегмента РНК. Эти два ученых обнаружили существование сайтов сплайсинга, тем самым изменив облик геномных исследований. Они также обнаружили, что сплайсинг информационной РНК может происходить по-разному, что открывает возможность возникновения мутации.
Сегодня существует много различных типов технологий, с помощью которых можно найти и проанализировать места монтажа для получения дополнительной информации. Human Splicing Finder - это онлайн-база данных, созданная на основе данных Human Genome Project. База данных генома определяет тысячи мутаций, связанных с медициной и здравоохранением, а также предоставляет важную исследовательскую информацию о мутациях сайтов сплайсинга. Инструмент специально ищет ошибки сплайсинга пре-мРНК, вычисляет потенциальные сайты сплайсинга с использованием сложных алгоритмов и корреляцию с несколькими другими онлайн-базами данных генома, такими как браузер генома Ensembl.
Из-за чувствительного расположения сайтов сплайсинга мутации в акцепторных или донорных областях сайтов сплайсинга могут нанести вред человеку. Фактически, множество различных типов заболеваний возникает из-за аномалий в местах соединения.
Исследование, посвященное роли мутаций сайта сплайсинга при раке, подтвердило, что мутация сайта сплайсинга была обычным явлением у группы женщин с положительным диагнозом рака груди и яичников. Согласно результатам исследования, у этих женщин была одна и та же мутация. Замещение одной пары оснований в интроне разрушает акцепторный сайт, таким образом активируя скрытый сайт сплайсинга, что приводит к вставке 59 пар оснований и обрыву цепи. Четыре семьи с раком груди и яичников имели мутации обрыва цепи в N-концевой половине белка. Мутация в этом исследовательском примере была локализована внутри сайта сплайсинга.
Согласно исследованию, проведенному Hutton, M et al., Было обнаружено, что миссенс-мутация, возникающая в 5'-области РНК, связанной с тау-белком, коррелирует с наследственной деменцией. (известный как FTDP-17). Все мутации сайта сплайсинга дестабилизируют потенциальную структуру стебель-петля, которая, скорее всего, участвует в регулировании альтернативного сплайсинга экзона 10 в хромосоме 17. Следовательно, больше используется 5'-сайт сплайсинга и увеличивается доля транскриптов тау, которые включают экзон. 10 созданы. Такое резкое увеличение мРНК увеличит долю тау-белка, содержащего четыре повтора, связывающих микротрубочки, что согласуется с невропатологией, описанной в нескольких семьях с FTDP-17, типом наследуемой деменции.
Некоторые типы эпилепсии могут быть вызваны мутацией сайта сплайсинга. Помимо мутации в стоп-кодоне, у пациентов с прогрессирующей миоклонической эпилепсией была обнаружена мутация сайта сплайсинга на 3'-цепи в гене, кодирующем цистатин B. Эта комбинация мутаций не была обнаружена у здоровых людей. Сравнивая последовательности с мутацией сайта сплайсинга и без нее, исследователи смогли определить, что нуклеотидная трансверсия G-to-C происходит в последнем положении первого интрона. Эта трансверсия происходит в области, кодирующей ген цистатина B. Люди, страдающие прогрессирующей миоклонической эпилепсией, обладают мутированной формой этого гена, что приводит к снижению выработки зрелой мРНК и, как следствие, снижению экспрессии белка.
Исследование также показало, что тип детской абсансной эпилепсии (CAE), вызывающий фебрильные судороги, может быть связан с мутацией сайта сплайсинга в шестом интроне гена GABRG2. Было обнаружено, что эта мутация сайта сплайсинга вызывает нефункциональную субъединицу GABRG2 у пораженных людей. Согласно этому исследованию, точечная мутация была причиной мутации донорного сайта сплайсинга, которая произошла в интроне 6. Производится нефункциональный белковый продукт, что приводит к также нефункциональной субъединице.
Некоторые генетические заболевания могут быть результатом мутаций сайта сплайсинга. Например, мутации, вызывающие неправильный сплайсинг мРНК β-глобина, являются причиной некоторых случаев β-талассемии. Другой пример - TTP (тромботическая тромбоцитопеническая пурпура). ТТП вызвано недостатком ADAMTS-13. Следовательно, мутация сайта сплайсинга гена ADAMTS-13 может вызывать ТТР. Подсчитано, что 15% всех точечных мутаций, вызывающих генетические заболевания человека, происходят в сайте сплайсинга.
Когда мутация сайта сплайсинга происходит в интроне 2 гена, который производит гормон паращитовидной железы, может преобладать дефицит паращитовидной железы. В одном конкретном исследовании замена G на C в сайте сплайсинга интрона 2 вызывает эффект пропуска транскрипта информационной РНК. Пропущенный экзон обладает стартовым кодоном инициации выработки паратироидного гормона. Такой сбой в инициации вызывает недостаток.
Используя модельный организм Drosophila melanogaster, были собраны данные, касающиеся геномной информации и секвенирования этого организма. Существует модель прогнозирования, в которой исследователь может загрузить свою геномную информацию и использовать базу данных прогнозирования сайтов сплайсинга для сбора информации о том, где могут находиться сайты сплайсинга. Проект Berkeley Drosophila может быть использован для включения этого исследования, а также для аннотирования высококачественных эухроматических данных. Предиктор сайта сплайсинга может быть отличным инструментом для исследователей, изучающих заболевания человека в этом модельном организме.
Мутации сайта сплайсинга можно проанализировать с помощью теории информации.
