Транс-сплайсинг

Для еукаріотичних генів також досить характерним є явище транс-сплайсингу: об’єднання у складі мРНК екзонів різних генів. Основою для транс-сплайсингу є та обставина, що для багатьох генів існує не одна, а кілька альтернативних стартових точок транскрипції, у тому числі такі, що розташовані досить далеко від гена й водночас є стартовими точками інших генів (рис. 14). У результаті транскрипція іноді здійснюється через кілька генів (така ситуація дещо нагадує прокаріотичні оперони), і сплайсинг відбувається на рівні таких об’єднаних первинних транскриптів.

Рис. 14. Зона еукаріотичного геному: показано чотири гени та відповідні екзони (прямокутники) у складі змістовних ланцюгів. Прямокутники білого кольору важко віднести до конкретного гена. Унизу: кінцеві транскрипти, синтезовані у цій зоні, стрілки вказують напрямок транскрипції.

Крім того, описано також випадки транс-сплайсингу між премРНК, які є продуктами різних одиниць транскрипції, іноді такими, що розташовані на різних хромосомах. У цьому випадку на 5′- і 3′-кінцях двох премРНК міститься ніби розірваний інтрон – об’єднання двох кінців у сплайсосомі приводить до видалення цього інтрона та зшивання кінцевих екзонів. Найкраще це явище вивчено для нематод, але, імовірно, воно є досить поширеним для еукаріотів узагалі.

Редагування мРнк

У кількох особливих випадках процес дозрівання мРНК включає також різноманітні модифікації, які об’єднують під назвою редагування мРНК (mRNA editing). Редагування, яке найчастіше відбувається під час сплайсингу або відразу після нього, не є типовим еукаріотичним процесом, хоча й зустрічається практично в усіх таксонах. У мітохондріях простіших більшість мРНК піддається редагуванню за РНК-залежним механізмом. Так звана гідова РНК (guide RNA) спарюється з комплементарною ділянкою мРНК та ініціює збирання мультибілкової едитосоми (editosome), компоненти якої забезпечують видалення чи інсерцію уридину в певне місце ділянки мРНК.

У мітохондріях і хлоропластах рослин часто відбувається дезамінування цитидину із заміною його на уридин, що змінює кодуючі властивості багатьох мРНК. Дезамінування аденіну в певному місці ланцюга з перетворенням його на інозин (не канонічна пуринова основа) відбувається в мРНК різних субодиниць Glu-залежного Са²⁺-каналу нервових клітин ссавців. Наслідком нуклеотидної заміни є амінокислотні заміни у складі білка (усередині трансмембранної пори); комбінація різних (редагованих та не редагованих) субодиниць створює розмаїття каналів щодо їхньої чутливості до хімічного сигналу (амінокислоти Glu) і швидкості потоку Са²⁺ через мембрану. Редагування такого типу залежить від активності спеціальних ферментів (аденозиндеаміназ). Вважається, що вони зв’язуються із дволанцюговими шпильками, які тимчасово формуються в мРНК під час синтезу, де впізнають певні елементи послідовності пар основ.

Іншим прикладом є перетворення шляхом дезамінування певного цитидину на уридин у мРНК аполіпобілка В (ApoB, apolipoprotein B) печінки ссавців. Заміна викликає перетворення глутамінового кодона на стопкодон. У результаті білок може існувати у двох формах з різною довжиною поліпептидного ланцюга. Обидві форми використовуються для транспорту тригліцеридів і холестерину через кров, причому довша форма пов’язана з підвищенням ризику атеросклерозу. Редагування мРНК ApoB, яке відбувається паралельно з поліаденілуванням, залежить від певної послідовності мРНК, котра впізнається комплексом білків, серед яких – специфічна деаміназа.