Просмотр кода страницы Сплайсосома

'''Сплайсосо́ма''' — [[Клеточное ядро|ядерная]] структура, состоящая из [[молекула|молекул]] [[РНК]] и [[Белок|белков]] и осуществляющая удаление некодирующих последовательностей ([[интрон]]ов) из предшественников [[мРНК]]. Этот процесс называется [[сплайсинг]]ом (от {{lang-en|splicing}} — сращивание).
Сплайсосому составляют пять [[Малые ядерные РНК|малых ядерных РНК]] (мяРНК), и каждая из них связана по меньшей мере с семью белковыми факторами, образуя {{нп5|малые ядерные рибонуклеопротеины||en|snRNP}} (мяРНП). Содержащиеся в сплайсосоме мяРНП называются {{нп5|U1 (РНК)|U1|en|U1 spliceosomal RNA}}, {{нп5|U2 (РНК)|U2|en|U2 spliceosomal RNA}}, {{нп5|U4 (РНК)|U4|en|U4 spliceosomal RNA}}, {{нп5|U5 (РНК)|U5|en|U5 spliceosomal RNA}} и {{нп5|U6 (РНК)|U6|en|U6 spliceosomal RNA}}{{sfn|Альбертс и др.|2013|с=537}}.

== Структура и механизм сплайсинга ==
[[Файл:Spliceosome ball cycle new2.jpg|600px|thumb|right|Цикл работы сплайсосомы]]
Сплайсосома функционирует как сложная динамичная машина: в системах ''[[in vitro]]'' несколько компонентов сплайсосомы собираются на предшественнике мРНК (пре-мРНК) и выполняют свои задачи, после чего уходят, уступая место следующим компонентам{{sfn|Альбертс и др.|2013|с=538}}. 

В ходе сплайсинга распознавание 5'-границы сплайсинга, участка точки ветвления и 3'-границы в значительной мере обусловлено [[Спаренные основания|спариванием оснований]] в молекулах мяРНК и [[Консенсусная последовательность|консенсусными последовательностями]] в пре-мРНК. В самом начале сплайсинга U1 комплементарно связывается с 5'-границей связывания, а белок {{нп5|BBP (белок)|BBP|en|Branchpoint Binding Protein}} ({{lang-en|branchpoint binding protein}}) и U2AF (вспомогательный фактор U2) узнают будущую точку ветвления. Далее мяРНП U2 вытесняет BBP и U2AF, [[Комплементарность (биология)|комплементарно]] связываясь с консенсусной последовательностью участка точки ветвления. Связывание U2 с точкой ветвления вызывает выход соответствующего неспаренного [[аденин]]а из спаренной области, благодаря чему он активируется для реакции с 5'-границей сплайсинга. Именно этот аденин станет точкой ветвления. Присутствие же в U2 [[псевдоуридин]]овых остатков практически напротив области ветвления приводит к изменению конфигурации связей РНК-РНК во время связывания с U2. Эти изменения структуры, вызванные псевдоуридином, помещает 2'-OH-группу вытянутого [[аденозин]]а в положение, позволяющее совершить первый шаг сплайсинга<ref>{{cite pmid|12426583}}</ref>. После этого в реакцию вступает тройной мяРНП U4/U6•U5, в котором U4 и U6 удерживаются вместе за счёт комплементарного связывания. Комплекс U1, U2, U4, U5 и U6 получил название B-комплекса. U5 взаимодействует с последовательностями на 5'- и 3'-концах сплайсингового участка за счет инвариантной петли мяРНК, входящей в его состав<ref name=Newman95>{{cite pmid|8548661}}</ref>. Белковые компоненты U5 взаимодействуют с 3'-регионом сплайсингового участка<ref name="pmid9303319">{{cite pmid|9303319}}</ref>. Сплайсосома претерпевает ряд перестроек, благодаря которым создаётся активный участок сплайсосомы и происходит размещение пре-мРНК для первой фосфорилтрансферазной реакции. Интрон приобретает характерную форму лассо. Происходит ещё несколько перестроек, в результате которых разрываются связи между U4 и U6, и U4 уходит. Освободившаяся U6 заменяет U1 на 5'-границе сплайсинга и образует активный участок для второй фосфорилтрансферазной реакции, в ходе которой соединяются концы экзонов, а интрон вырезается. Комплекс U2, U5 и U6 называется В*-комплексом, а комплекс, существующий в промежутке между существованием В*-комплекса и вырезанием интрона называется С-комплексом. Для соединения экзонов необходима U5{{sfn|Альбертс и др.|2013|с=538—540}}<ref>{{cite pmid|26803803}}</ref>. 

Хотя сами реакции сплайсинга не требуют затрат [[АТФ]], он требуется для сборки и перестроек сплайсосомы. Например, АТФ используется некоторыми белками сплайсосомы для разрыва связей РНК—РНК. По сути все этапы, кроме посадки BBP на точку ветвления и U1 на 5'-сайт сплайсинга, требуют гидролиза АТФ и участия дополнительных белков (для одного события сплайсинга необходимо не менее 200 белков с учётом белков мяРНП){{sfn|Альбертс и др.|2013|с=540}}. 

По завершении сплайсинга сплайсосома направляет набор белков, которые связываются с мРНК вблизи позиции, которую раньше занимал интрон. Эти белки носят название [[комплекс соединения экзонов]] ({{lang-en|exon junction complex, EJC}}){{sfn|Альбертс и др.|2013|с=540}}.

== Малая сплайсосома ==
[[Файл:Minor spliceosome.jpg|thumb|350px|left|Сравнение работы большой (U2-зависимой) и малой (U12-зависимой) сплайсосом]]
Помимо U2-зависимой большой сплайсосомой существует U12-зависимая {{нп5|малая сплайсосома||en|Minor spliceosome}} ({{lang-en|minor spliceosome}}). Малая сплайсосома имеется у большинства [[Эукариоты|эукариот]], но сплайсирует только около 0,5 % интронов. Такие интроны сплайсируются несколько менее эффективно, чем интроны большой сплайсосомы, и, как предполагается, ограничивают [[Экспрессия генов|экспрессию]] соответствующих [[ген]]ов. По сравнению с обычными интронами, которые имеют концы GT—AG и низкоконсервативный 5'-сайт сплайсинга, интроны малой сплайсосомы имеют консервативные 5'-сайты сплайсинга и концы АТ—АС. мяРНП малой сплайсосомы включают четыре специфичные мяРНК {{нп5|U11||en|U11 spliceosomal RNA}}, {{нп5|U12||en|U12 minor spliceosomal RNA}}, {{нп5|U4atac||en|U4atac minor spliceosomal RNA}} и {{нп5|U6atac||en|U6atac minor spliceosomal RNA}}, а также мяРНК U5, общую для обеих типов сплайсосом<ref>{{cite pmid|23074130}}</ref>. На рисунке слева представлены основные различия в работе большой и малой сплайсосом.

== Клиническое значение ==
Мутации различных компонентов сплайсосомы и соответствующие им нарушения зачастую приводят к развитию [[Миелодиспластический синдром|миелодиспластических синдромов]]<ref>{{cite pmid|27342535}}</ref><ref>{{cite pmid|27492253}}</ref>, а также различных видов [[Рак (заболевание)|рака]] и нейропатологий<ref>{{cite pmid|26728853}}</ref>. В связи с этим кандидатами в противораковые препараты являются [[малые молекулы]], способные модулировать работу сплайсосомы<ref>{{cite pmid|27440103}}</ref>. Синдром Тейби — Линдера ({{lang-en|Taybi-Linder syndrome}}) связан с [[мутация]]ми в мяРНК, входящей в состав малой сплайсосомы<ref>{{cite pmid|27040866}}</ref>. 

== Примечания ==
{{примечания|2}}

== Литература ==
* {{книга
 | автор         = Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др.
 | заглавие      = Молекулярная биология клетки: в 3-х томах
 | ссылка        = 
 | ответственный = 
 | место         = М. — Ижевск
 | издательство  = НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований
 | год           = 2013
 | том           = 1
 | страниц       = 808
 | страницы      = 
 | isbn          = 978-5-4344-0112-8
 | doi           = 
 | ref           = Альбертс и др.
}}
* {{cite pmid|26682498}}
* Galej, W. P. (2018). [http://www.biochemsoctrans.org/content/early/2018/11/09/BST20170240  Structural studies of the spliceosome: past, present and future perspectives]. Biochemical Society Transactions, BST20170240.  {{DOI|10.1042/BST20170240}}
  
{{Посттранскрипционные модификации}}

{{Органеллы}}

[[Категория:Органеллы]]
[[Категория:Сплайсинг РНК]]
[[Категория:Белковые комплексы]]
{{Добротная статья|Молекулярная биология}}