选择性 RNA 剪接是外显子和内含子的受调节剪接,以从单个前 mRNA 产生不同的成熟 mRNA。与组成型剪接不同,在组成型剪接中,单个基因产生单一类型的 mRNA,选择性剪接允许生物体从单个基因产生多种蛋白质,并在蛋白质多样性中发挥重要作用。
有五种类型的选择性 RNA 剪接,它们在成熟 mRNA 中去除或保留前体 mRNA 片段的方式各不相同。第一种类型是外显子跳跃,其中一些外显子以及所有内含子被选择性地去除。这是在人类中观察到的最突出的选择性剪接类型。第二种类型,内含子保留,当特定内含子保留在成熟 mRNA 中而其他内含子被去除时,就会发生。这种类型的剪接在植物中比在人类中更普遍。在第三种和第四种类型的选择性剪接中,分别在特定外显子中选择选择性 5' 或 3' 剪接位点。5' 和 3' 剪接位点的这种变化会缩短或延长外显子,从而产生不同类型的成熟 mRNA。这种类型的选择性剪接既发生在人类中,也发生在植物中。最后也是最稀有的选择性 RNA 剪接类型是互斥外显子,其中在两个外显子中,只有一个被保留,而另一个被去除。
选择性剪接受不同的顺式作用元件和反式作用因子的调节。顺式作用元件是存在于结构基因附近的 DNA 序列,而反式作用因子是与 DNA 结合的其他分子。在选择性 RNA 剪接中,顺式作用元件主要由外显子和内含子特异性剪接增强子和沉默子组成。反式作用因子,如 SR 蛋白(富含丝氨酸/精氨酸的剪接因子),可以与外显子或内含子剪接增强子结合,帮助剪接机制识别薄弱剪接位点。另一方面,异质核糖核蛋白等蛋白质与外显子或内含子剪接沉默器结合,通过掩盖剪接体的剪接位点来防止剪接。
选择性 RNA 剪接在高等真核生物中很常见。几乎 95% 的人类基因是选择性剪接的;因此,机械缺陷会严重损害器官功能,并可能导致癌症和其他疾病,包括神经系统和心脏疾病。在人类中,直接影响前体mRNA剪接的突变占遗传疾病的15%以上,例如Hutchinson-Gilford早衰症和β-地中海贫血。
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