16. Сплайсинг пре-тРНК: канонические и неканонические интроны.
Сплайсинг пре-тРНК — это процесс удаления интронов и соединения экзонов с образованием зрелой тРНК, способной участвовать в трансляции. Этот процесс встречается у архей и эукариот и осуществляется с помощью ферментативного сплайсинга, в котором участвуют специфические эндонуклеазы и лигазы.
Интроны в тРНК делятся на канонические и неканонические. Сплайсинг включает кливедж (эндонуклеазы) и лигирование (лигазы).
1. Канонические интроны
Антикодон в пре-тРНК входит в структуру “стебля”, интрон находится на расстоянии +1 нуклеотида от антикодона. В последовательностях интронов консенсуса нет. пре-тРНК образует структуру типа Выступ-стебель-выступ. Выступы находятся на стыках экзон/интрон, они узнаются сплайсирующей эндорибонуклеазой. После действия эндорибонуклеазы образуются необычные концы на экзонах, содержащие 2',3'-циклические фосфатные группировки, которые затем модифицируются и лигируются. Модификация заключается в фосфодиэстеразной реакции (это процесс, при котором ферменты фосфодиэстеразы (ФДЭ) гидролизуют фосфодиэфирную связь циклических нуклеотидов) на 3 штрих конце и полинуклеотидкиназной реакции (фосфорилирование ОН группы) на 5 штрих конце.
Далее лигаза восстанавливает фосфодиэфирную связь между концами экзонов, реакция аденилат синтетазная.
Реакции осуществляет один белок, состоящий из трех доменов, обладающих разными типами ферментативной активности.
Энергия АТФ не требуется для вырезания, но необходима для лигирования. Примеры: Типичны для архей и некоторых эукариот (например, дрожжей).
2. Неканонические интроны
Неканонические интроны типа BHB у архей:
Расположены в неканонических позициях (например, в D-петле, акцепторной ветви). Могут быть множественными в одной тРНК.
Удаляются тем же ферментативным механизмом.
Транс-сплайсинг пре-тРНК:
Встречается у организмов с маленькими геномами (например, архей Caldivirga maquilingensis). тРНК кодируется разделёнными генами, транскрибируется отдельными фрагментами, которые затем объединяются в единую молекулу. Позволяет генерировать несколько тРНК из ограниченного набора генов.
Пермутированные тРНК (PERMUTED tRNA):
это тРНК, гены которых в ДНК расположены в «переставленном» (пермутированном) порядке по сравнению с обычной зрелой тРНК.
А. Типичный ген тРНК с интроном: [5'-экзон] --- [интрон] --- [3'-экзон] → транскрипция → вырезание интрона → зрелая тРНК.
В. Пермутированный ген тРНК:
[3'-половина тРНК (3'-экзон)] --- [5'-половина тРНК (5'-экзон)] → транскрипция → циклическая промежуточная РНК → разрезание и перелигирование → зрелая тРНК.
