Exonický spojovací tlumič - Exonic splicing silencer

An exonický spojovací tlumič (ESS) je krátká oblast (obvykle 4–18 nukleotidů)[1] z exon a je cis-regulační prvek. Ukázalo se, že v oblastech ESS je hojně přítomna sada 103 hexanukleotidů známých jako FAS-hex3.[2] ESS inhibují nebo umlčují sestřih pre-mRNA a přispívají ke konstitutivním a alternativní sestřih. K vyvolání tlumícího účinku získávají ESS proteiny, které negativně ovlivní strojní sestřih jádra.[1]

Mechanismus účinku

Tlumiče exonového sestřihu fungují tak, že inhibují sestřih řetězců pre-mRNA nebo podporují přeskakování exonu. Jednořetězcové molekuly pre-mRNA musí mít své intronický a exonické oblasti se spojily, aby mohly být přeloženy. ESS umlčují místa spojů sousedící s nimi interferencí s komponentami komplexu spojování jádra, jako je snRNP, U1 a U2.[3] To způsobí, že proteiny, které negativně ovlivňují sestřih, se získají do sestřihu.

ESS mají čtyři obecné role:[2]

  • inhibice inkluze exonu
  • inhibice retence intronů
  • regulace alternativního využití 5 'spojovacího místa
  • regulace alternativního využití 3 'spojovacího místa

Role v genetických chorobách

Myotonická dystrofie

Myotonická dystrofie (MD) je nejzřetelněji způsobena zděděním nestability CTG expanze tripletů v Gen DMPK. U zdravých genotypů existují dvě izoformy transkriptu mRNA inzulínového receptoru. Izoforma IR-A postrádá exon 11 a je exprimován všudypřítomně v buňkách. Isoform IR-B obsahuje exon 11 a je exprimován v buňkách jater, svalů, ledvin a adipocytů. U jedinců s MD je IR-A upregulovaný ve vysokých množstvích v kosterním svalu vedoucí k fenotypu onemocnění.[4]

Nukleotidová sekvence ESS existuje v intronu 10 a předpokládá se, že je závislá na opakování tripletů CUG, aby umlčela sestřih exonu 11. Umlčení sestřihu exonu 11 vede ke zvýšené transkripci izoformy IR-A.[4]

Cystická fibróza

Mutace v CFTR gen jsou zodpovědné za způsobení cystická fibróza. Konkrétní mutace se vyskytuje v pre-mRNA CFTR a vede k vyloučení exonu 9, mRNA bez tohoto exonu složí zkrácený protein (protein zkrácený mutací).[4]

Vyloučení exonu 9 je zprostředkováno a polymorfní lokus s variabilními TG opakováními a úseky T nukleotidů - toto je zkráceno jako (TG) mT (n). Tento lokus je exonickým spojovacím tlumičem a je umístěn proti proudu od místa sestřihu exonu 9 (místo 3c). Ztišení souvisí s vysokým počtem TG opakování a sníženým úsekem T opakování (T trakty). Ukázalo se, že kombinace obou těchto faktorů zvyšuje hladiny přeskakování exonu.[4]

The TDP-43 protein je zodpovědný za fyzické umlčení místa sestřihu exonu, jakmile je rekrutován tlumičem exonového sestřihu (TG) mT (n). TDP-43 je protein vázající DNA a represor, váže se na TG repetici a způsobuje přeskakování exonu 9. Role T traktů není dobře pochopena.[4]

Spinální svalová atrofie

Spinální svalová atrofie je způsobena homozygotní ztráta SMN1 gen. Lidé mají dvě izoformy genu SMN (motorický neuron přežití), SMN1 a SMN2. Gen SMN1 produkuje kompletní transkript, zatímco SMN2 produkuje transkript bez exonu 7, což vede ke zkrácenému proteinu.[4]

ESS, který přispívá k fenotypu onemocnění, je nukleotidová sekvence UAGACA. Tato sekvence vzniká, když dojde k mutaci C-to-T v poloze +6 v exonu 7 genu SMN2. Tento mutace přechodového bodu vede k vyloučení exonu 7 z transkriptu mRNA, je to také jediný rozdíl mezi geny SMN2 a SMN1.[4]

Předpokládá se, že ESS UAGACA funguje narušením exonic zesilovač sestřihu a přitahování proteinů, které inhibují sestřih vazebnými sekvencemi na exonu 7.[4]

Ataxia telangiecstasia

Mutace v bankomat geny jsou zodpovědné za Ataxia telangiecstasia. Tyto mutace jsou obecně jeden pár bází substituce, vypuštění nebo mikro-inzerce. 4-nukleotidová delece v intronu 20 genu ATM naruší exonový sestřihový tlumič a způsobí zahrnutí 65-nukleotidového kryptického exonu do zralého transkriptu. Zahrnutí kryptického exonu vede ke zkrácení proteinu a atypickým sestřihovým vzorům.[4]

Reference

  1. ^ A b Goren, Amir; Ram, Oren; Amit, Maayan; Keren, Hadas; Lev-Maor, Galit; Vig, Ida; Pupko, Tal; Ast, Gil (23. června 2006). „Srovnávací analýza identifikuje regulační sekvence spojování exonů - komplexní definice zesilovačů a tlumičů“. Molekulární buňka. 22 (6): 769–81. doi:10.1016 / j.molcel.2006.05.008. PMID  16793546.
  2. ^ A b Wang, Zefeng; Xiao, Xinshu; Van Nostrand, Eric; Burge, Christopher B. (07.07.06). „Obecné a specifické funkce tlumičů sestřihu Exonic v ovládání spojování“. Molekulární buňka. 23 (1): 61–70. doi:10.1016 / j.molcel.2006.05.018. ISSN  1097-2765. PMC  1839040. PMID  16797197.
  3. ^ Souza, Jorge E. S. de; Ramalho, Rodrigo F .; Galante, Pedro A. F .; Meyer, Diogo; Souza, Sandro J. de (01.07.2011). „Alternativní sestřih a genetická rozmanitost: tlumiče jsou častěji modifikovány SNV spojenými s alternativními hranicemi exon / intron“. Výzkum nukleových kyselin. 39 (12): 4942–4948. doi:10.1093 / nar / gkr081. ISSN  0305-1048. PMC  3130264. PMID  21398627.
  4. ^ A b C d E F G h i Pozzoli, U .; Sironi, M. (2005-05-18). „Tlumiče regulují konstitutivní i alternativní sestřihové události u savců“. Buněčné a molekulární biologické vědy. 62 (14): 1579–1604. doi:10.1007 / s00018-005-5030-6. ISSN  1420-682X. PMID  15905961.