Механизм мРНК-сплайсинга — это процесс, в ходе которого ненужные участки первичного транскрипта мРНК, называемые интронами, удаляются, а экзоны, содержащие информацию о белковых последовательностях, соединяются. Этот процесс происходит в ядре клетки и включает несколько ключевых этапов и компонентов:

Распознавание сплайс-сайтов: Специфические последовательности на границах экзонов и интронов (5'-сплайс-сайт и 3'-сплайс-сайт) распознаются сплайсосомой — комплексом белков и малых ядерных РНК (мяРНК).

Формирование сплайсосомы: На начальном этапе формируется инитинальная сплайсосома, затем происходит изменение её конформации, что приводит к образованию активной сплайсосомы.

Удаление интронов: Активная сплайсосома осуществляет два трансэфирных сдвига, что приводит к присоединению концов экзонов и удалению интронов в виде ларигообразной структуры.

Лигирование экзонов: После удаления интронов экзоны соединяются друг с другом, формируя зрелую мРНК, которая затем покидает ядро для трансляции.

Альтернативный сплайсинг — процесс, при котором один и тот же ген может производить различные варианты мРНК за счет выбора различных экзонов или интронов, что приводит к образованию различных белков. Это расширяет протеом (совокупность всех белков, экспрессируемых в клетке, ткани или организме) несколькими способами:

Создание различных изоформ: Один и тот же ген может кодировать несколько белковых изоформ, которые могут отличаться по своей функции, локализации и взаимодействию с другими молекулами. Это позволяет клетке адаптироваться к различным условиям.

Регуляция экспрессии: Альтернативный сплайсинг может приводить к созданию белков, которые могут подавлять или активировать разные клеточные сигнальные пути, что позволяет контролировать выражение генов в зависимости от условий.

Специфичность тканей: Разные ткани могут экспрессировать разные варианты мРНК из одного и того же гена в зависимости от потребностей организма. Это означает, что один ген может выполнять разные роли в разных типах клеток.

Модуляция функции белков: Альтернативный сплайсинг может влиять на функциональную активность белка (например, его каталитическую способность, взаимодействие с другими белками или локализацию внутри клетки).

В целом, альтернативный сплайсинг представляет собой важный механизм регуляции генетической информации, который значительно увеличивает гибкость и разнообразие белков, вырабатываемых организмом, что в свою очередь является ключевым фактором эволюции и адаптации.