Tłumik splicingu egzonowego

Tłumik splicingu egzonowego (ESS) jest krótkim regionem (zwykle 4-18 nukleotydów) eksonu i jest elementem cis-regulatorowym . Wykazano, że zestaw 103 heksanukleotydów znany jako FAS-hex3 występuje obficie w regionach ESS. ESS hamują lub wyciszają splicing pre-mRNA i przyczyniają się do konstytutywnego i alternatywnego splicingu . Aby wywołać efekt wyciszenia, ESS rekrutują białka, które negatywnie wpłyną na maszynerię składania rdzenia.

Mechanizm akcji

Tłumiki splicingu egzonowego działają poprzez hamowanie splicingu nici pre-mRNA lub promowanie pomijania eksonów. Jednoniciowe cząsteczki pre-mRNA muszą mieć intronowe i egzonowe, aby mogły ulec translacji. ESS wyciszają sąsiadujące z nimi miejsca splicingowe, zakłócając składniki kompleksu splicingowego rdzenia, takie jak snRNP , U1 i U2 . Powoduje to, że białka, które negatywnie wpływają na splicing, są rekrutowane do maszynerii splicingowej.

ESS mają cztery ogólne role:

• hamowanie inkluzji egzonu
• hamowanie retencji intronów
• regulujące użycie alternatywnego miejsca splicingowego 5'
• regulując wykorzystanie alternatywnego miejsca splicingowego 3'

Rola w chorobach genetycznych

Dystrofia miotoniczna

Najbardziej zauważalną przyczyną dystrofii miotonicznej (MD) jest dziedziczenie niestabilnej ekspansji tripletów CTG w genie DMPK . W zdrowych genotypach istnieją dwie izoformy transkryptu mRNA receptora insuliny. Izoforma IR-A nie ma eksonu 11 i jest wszechobecna w komórkach. Izoforma IR-B zawiera egzon 11 i ulega ekspresji w komórkach wątroby, mięśniach, nerkach i adipocytach. U osób z MD, IR-A jest regulowany w dużych ilościach w mięśniach szkieletowych, co prowadzi do fenotypu choroby.

Sekwencja nukleotydowa ESS istnieje w intronie 10 i uważa się, że jest zależna od powtórzenia trypletu CUG w celu wyciszenia składania eksonu 11. Wyciszenie składania egzonu 11 prowadzi do zwiększonej transkrypcji izoformy IR-A.

Mukowiscydoza

Mutacje w genie CFTR są odpowiedzialne za wywoływanie mukowiscydozy . Konkretna mutacja występuje w pre-mRNA CFTR i prowadzi do wykluczenia eksonu 9, mRNA pozbawiony tego eksonu fałduje skrócone białko (białko skrócone przez mutację).

W wykluczeniu eksonu 9 pośredniczy locus polimorficzny ze zmiennymi powtórzeniami TG i odcinkami nukleotydów T – w skrócie (TG)mT(n). To locus jest egzonowym tłumikiem splicingu i znajduje się powyżej miejsca splicingu eksonu 9 (miejsce 3c). Wyciszenie jest związane z dużą liczbą powtórzeń TG i zmniejszonymi odcinkami powtórzeń T (traktami T). Wykazano, że połączenie obu tych czynników zwiększa poziomy pomijania eksonów.

Białko TDP-43 jest odpowiedzialne za fizyczne wyciszenie miejsca splicingu eksonu po jego zrekrutowaniu przez eksonowy wyciszacz splicingu (TG)mT(n). TDP-43 jest białkiem wiążącym DNA i represorem, wiąże się z powtórzeniem TG, powodując pominięcie eksonu 9. Rola dróg T nie jest dobrze poznana.

Rdzeniowy zanik mięśni

Rdzeniowy zanik mięśni jest spowodowany homozygotyczną utratą genu SMN1 . Ludzie mają dwie izoformy genu SMN (survival motor neuron), SMN1 i SMN2 . Gen SMN1 wytwarza pełny transkrypt, podczas gdy SMN2 wytwarza transkrypt bez eksonu 7, co skutkuje skróconym białkiem.

ESS, który przyczynia się do fenotypu choroby, to sekwencja nukleotydowa UAGACA. Sekwencja ta powstaje, gdy mutacja C-to-T występuje w pozycji +6 eksonu 7 genu SMN2. Ta mutacja punktu przejściowego prowadzi do wykluczenia eksonu 7 z transkryptu mRNA, jest to też jedyna różnica między genami SMN2 i SMN1.

Uważa się, że UAGACA ESS działa poprzez zakłócanie egzonowego wzmacniacza splicingu i przyciąganie białek, które hamują splicing, poprzez wiązanie sekwencji na eksonie 7.

Ataksja teleangiekstazja

Mutacje w genie ATM są odpowiedzialne za Ataxia telangiecstasia. Mutacje te to na ogół substytucje pojedynczych par zasad , delecje lub mikroinsercje. 4-nukleotydowa delecja w obrębie intronu 20 genu ATM zaburza egzonowy wyciszacz splicingu i powoduje włączenie 65-nukleotydowego tajemniczego eksonu do dojrzałego transkryptu. Włączenie kryptycznego eksonu skutkuje obcięciem białka i nietypowymi wzorami splicingu.