43. Интроны, подчиняющиеся «правилу gu/ag». Донор сплайсинга и акцептор сплайсинга. Точка ветвления интрона. Малые ядерные рнк (мяРнк) и сплайсисома.

Участки последовательностей кодирующих белки, называемые экзонами, разделены вставочными последовательностями, называемыми интронами. Первичный транскрипт является копией полного гена, включающий интроны и экзоны: интроны затем удаляются в ходе процесса называемого сплайсингом пре-иРНК. Первые два нуклеотида в интроне, называемые донором сплайсинга или 5^/-сайтом сплайсинга представлены GU, а два других нуклеотида в интроне, называемые акцептором сплайсинга или 3^/-сайтом сплайсинга представлены AG. Фланкирующие последовательности экзонов также проявляют определенную степень консервативности. Вдобавок в интроне присутствует ключевой адениновый нуклеотид – А, представляющий собой точку ветвления интрона , который расположен в пределах консервативной последовательности на расстоянии в 30 нуклеотидов левее 3^/-сайта сплайсинга.

Анализ сплайсинга в бесклеточных экстрактах показал, что этот процесс включает две реакции переэтерификации(трансэтерификации). В ходе первой реакции трансэтерификации атом кислорода 2^/-ОН-группы рибозы аденинового нуклеотида в точке ветвления интрона осуществляет нуклеофильную атаку 5^/-сайта сплайсинга. Нужно отметить, что в этом случае точка ветвления интрона и 5^/-сайт сплайсинга должны быть физически сближены. Эта реакция высвобождает левый экзон и связывает адениновый нуклеотид с 5^/-концом интрона необычной 2^/-5^/-связью, в то время как обычные 3^/-5^/-связи продолжают связывать этот адениновый нуклеотид с его соседями . В результате этой первой реакции интрон образует внутримолекулярную петлю, называемую лассо.

В ходе второй реакции трансэтерификации атом кислорода 3^/-концевой ОН-группы высвобожденного ранее левого экзона атакует 3^/-сайт сплайсинга (акцептор сплайсинга), что приводит к ковалентному соединению левого и правого экзонов, завершая тем самым выщепление интрона. Выщепленная петля интрона превращается впоследствии в линейную молекулу под действием дебранчинг-фермента и быстро разрушается.

Реакции сплайсинга осуществляются крупным РНК-белковым комплексом, называемым сплайсисомой. В реакциях сплайсинга пре-иРНК принимают участие мяРНК, обозначаемые символами U1, U2, U4, U5 и U6. Малая ядерная РНК U1 ответственна за начальное узнавание 5^/-сайта сплайсинга посредством спаривания ее оснований с последовательностью окружающей сайт GU на левом конце интрона. РНК U2 спаривается с областью точки ветвления интрона, заставляя адениновый нуклеотид экспонироваться для последующего взаимодействия 2^/-ОН-группы его рибозильного остатка с 5^/-концом интрона мяРНК U5 удерживает концы соседних экзонов в составе пре-иРНК вместе, а U4-мяРНК, роль которой состоит в том, что она действует как шаперон, высвобождается из комплекса с U6-мяРНК, которая впоследствии вытесняет U1, спариваясь с 5^/-концом интрона. мяРНК U6 также удерживает U2-мяРНК,обеспечивая тем самым сближение и удерживание рядом аденинового нуклеотида в области точки ветвления интрона и 5^/-конец интрона. Малая ядерная РНК U6 играет центральную роль в реакции сплайсинга. Описанные взаимодействия способствуют активации и экспонированию ключевого аденинового нуклеотида в точке ветвления интрона в пре-иРНК и инициируют, тем самым, первую реакцию трансэтерификации.