9.12 : Chromatin Structure and RNA Splicing

Ökaryotik hücrelerde, yeni oluşan mRNA transkriptlerinin, hücre sitoplazmasına ulaşmak ve fonksiyonel proteinlere dönüşmek için birçok transkripsiyon sonrası değişikliğe uğraması gerekir. Uzun bir süre boyunca, transkripsiyon ve pre-mRNA işleme, hücrede sıralı olarak meydana gelen iki bağımsız olay olarak kabul edildi. Bununla birlikte, transkripsiyon ve pre-mRNA işlemenin, tam olarak hücre içinde hassas bir şekilde düzenlenen iki eşzamanlı süreç olduğu artık iyice anlaşılmıştır.

Kromatin yapısı, özellikle gen üzerindeki nükleozom konumlandırma ve histon modifikasyonları, RNA polimeraz aktivitesi oranını ve transkripsiyon bölgesindeki pre-mRNA işlemeyi derinlemesine kontrol edebilir. Eksona özgü nükleozomlar üzerindeki spesifik histon modifikasyonları, uçbirleştirme bölgelerine uçbirleştirme faktörlerinin eklenmesine yardımcı olur ve uçbirleştirme sırasında ekson seçiminde aktif bir rol oynar. Örneğin, histon deasetilasyonu sıkı bir kromatin yapısına yol açar. Bu, RNA polimeraz aktivitesini yavaşlatır ve zayıf uçbirleştirme bölgelerinde bile uçbirleştirme faktörlerini devreye sokmak için yeterli zaman vererek olgun mRNA'ya alternatif eksonların dahil edilmesine yol açar. Aksine, histon asetilasyonu, daha hızlı bir RNA polimeraz aktivitesine ve sadece güçlü uçbirleştirme bölgelerine uçbirleştirme faktörlerinin toplanmasına izin veren daha açık bir kromatin yapısı ile sonuçlanır, bu da alternatif eksonların dışlanmasına yol açar. Bu nedenle, kromatin yapısı, pre-mRNA'nın yapısal ve alternatif uçbirleştirilmesinde önemli bir rol oynar ve hücredeki gen ekspresyon modellerini düzenler.

Kromatin yapısı tarafından RNA uçbirleştirmenin düzenlenmesinin bir başka örneği, uçbirleştirme alanına uçbirleştirme faktörlerinin eklenmesine yardımcı olan, nükleozomlar üzerindeki H3 histon lizin 36'nın zenginleştirilmiş trimetilasyonudur. H3 histonunun metilasyon sürecindeki mutasyonlar, uçbirleştirme sürecini bozabilir ve olgun mRNA'da intron tutulmasına neden olabilir.

Genel olarak, pre-mRNA işlemenin, özellikle de uçbirleştirmenin düzenlenmesi, çeşitli bir mRNA transkriptleri havuzu ve dolayısıyla sonlu bir gen setinden muazzam protein çeşitliliği yaratılmasına neden olur.