Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 2: Пер. С англ. – м.: Мир, 1994. – 235 с.

190_______________ ГЛАВА 13_____________________________________________________________________________

самок, и у самцов) или специфическую для самок мРНК (рис. 13.14, А). Только самки содержат мРНК, образованную при альтернативном сплайсинге, и она является единственной функциональной мРНК, синтезируемой этим геном. Неспецифическая мРНК, присутствующая и у самцов, и у самок, содержит стоп-кодон (УГА) в начале второго экзона. В отличие от этого в специфической для самок мРНК кодон УГА находится в интроне и не влияет на трансляцию мРНК. Белок, кодируемый такой мРНК, содержит большое количество аргинина, а его длина составляет около 196 аминокислот (Boggs et al., 1987).

В процессе детерминации пола дрозофилы ген transformer контролирует, по-видимому, экспрессию основного гена doublesex (dsx). Ген doublesex необходим для формирования фенотипа любого пола, и мутации в этом гене подавляют образование семенников и яичников. На стадии формирования куколки ген doublesex синтезирует транскрипт, который может подвергнуться процессингу двумя альтернативными способами. Он может генерировать мРНК, специфичную для самок, или мРНК, специфичную для самцов (рис. 13.14. Б) (Baker et al., 1987). У самок и самцов первые три экзона этого гена одинаковы, а четвертые экзоны различаются. В специфичной для самцов РНК делетирован большой фрагмент РНК-предшественника, который включает в себя специфичный для самок экзон.

Авторы этой работы полагают, что гены детерминации пола, функционирующие ранее гена doublesex (transformer и transformer-2 ), нужны для образования фактора сплайсинга, который обеспечивает процессинг РНК-предшественника в мРНК, специфичную для самок. Если оба гена transformer отсутствуют (как при мутациях) или не активны (как у мух, характеризующихся фенотипом XY; см. гл. 21), то транскрипт гена doublesex проходит процессинг способом, специфичным для самцов, и образуются самцы. Если эта гипотеза правильна, то дифференциальный процессинг РНК играет исключительно важную роль на протяжении всего индивидуального развития.

Дополнительные сведения и гипотезы: Биохимия процессинга рнк

Как осуществляется сплайсинг предшественников мРНК? Каким образом из одного предшественника могут возникать различные мРНК? Изучение биохимии процессинга РНК началось сравнительно недавно, поэтому в настоящее время мы не можем полностью прояснить эту довольно малоизученную область. Двумя наиболее важными открытиями за последние несколько лет явились обнаружение разветвленных промежуточных продуктов РНК и идентификация каталитических рибонуклеопротеидных частиц внутри ядра.

Сайты сплайсинга

Сравнение последовательностей ДНК большого числа различных генов выявило определенное сходство в местах соединения интронов и экзонов. Последовательность оснований интрона обычно начинается с ГT, а последовательность оснований экзона обычно оканчивается на АГ (табл. 13.3). Фактически «консенсусная последовательность» для 5'-концов нитронов – АГ/ГТ (т.е. большинство экзонов оканчивается на АГ, а интрон начинается с ГТ), а 3'-концевая последовательность большинства интронов ΊΤΝЦΑΓ (где N может быть любым нуклеотидом). Эти сайты оказываются очень важными для процессинга интрона. Болезнь ß-талассемия характеризуется генетической недостаточностью продукции βглобинов. При этом мутации возникают не в экзонах, кодирующих глобиновый белок, а в интронах. В случае одной из таких мутаций, приводящих к талассемии, последовательность ТТГГТЦТ в первом интроне изменена на ТТАГТЦТ. Обычный 3'-концевой сайт сплайсинга для этого интрона ТТАГ/ГЦТ. Поэтому данная мутация создает искусственный сайт сплайсинга, благодаря чему появляется возможность для ошибочного сплайсинга (Spritz et al., 1981). На самом деле ß-глобиновый предшественник при талассемии претерпевает сплайсинг в неправильных местах с вероятностью выше 90% (Busslinger et al., 1981).