9.13 : Alternative RNA Splicing

Alternatif RNA ekleme, tek bir pre-mRNA'dan farklı olgun mRNA'lar üretmek için ekzonların ve intronların düzenlenmiş eklemesidir. Tek bir genin tek bir mRNA türü ürettiği kurucu eklemeden farklı olarak, alternatif ekleme bir organizmanın tek bir genden birden fazla protein üretmesine izin verir ve protein çeşitliliğinde önemli bir rol oynar.

Pre-mRNA segmentlerinin olgun mRNA'da çıkarılma veya tutulma şekillerine göre değişen beş tip alternatif RNA ekleme vardır. İlk tip, bazı ekzonların, tüm intronlarla birlikte seçici olarak çıkarıldığı ekson atlamasıdır. Bu, insanlarda görülen en belirgin alternatif ekleme türüdür. İkinci tip, intron retansiyonu, olgun mRNA'da spesifik bir intron tutulduğunda ve diğerleri çıkarıldığında ortaya çıkar. Bu tür bir ekleme, bitkilerde insanlardan daha yaygındır. Alternatif ekleme üçüncü ve dördüncü tiplerinde, alternatif 5 ' veya 3’ ekleme yerleri sırasıyla belirli ekzonlarda seçilir. 5' ve 3' ekleme bölgelerindeki bu değişiklik, farklı olgun mRNA'larla sonuçlanan ekzonu kısaltır veya uzatır. Alternatif yapıştırma bu tür hem insanlar hem de bitkiler oluşur. Son ve en nadir alternatif RNA ekleme türü, iki ekzondan sadece birinin tutulduğu ve diğerinin çıkarıldığı birbirini dışlayan ekzonlardır.

Alternatif birleştirme, farklı Cis-etkili elemanlar ve trans-etkili faktörler tarafından düzenlenir. Cis-etkili elementler, yapısal genlerin yakınında bulunan DNA dizileridir, oysa trans-etkili faktörler DNA'ya bağlanan diğer moleküllerdir. Alternatif RNA eklemede, Cis-etkili elemanlar esas olarak ekson ve introna özgü ekleme arttırıcılar ve susturuculardan oluşur. SR proteinleri (serin/arginin bakımından zengin ekleme faktörleri) gibi Trans-etkili faktörler, ekleme makinelerinin zayıf ekleme bölgelerini tanımasına yardımcı olmak için ekson veya intron ekleme arttırıcılarına bağlanabilir. Öte yandan, heterojen nükleer ribo­ nükleoproteinler gibi proteinler, ekleme bölgelerini spliceosomdan maskeleyerek eklemeyi önlemek için ekson veya intron ekleme susturucularına bağlanır.

Alternatif RNA ekleme, daha yüksek ökaryotlarda yaygındır. İnsan genlerinin neredeyse %95'i alternatif olarak birleştirilir; bu nedenle, makinedeki kusurlar organ fonksiyonunu önemli ölçüde bozabilir ve kansere ve nörolojik ve kalp rahatsızlıkları da dahil olmak üzere diğer hastalıklara neden olabilir. İnsanlarda, doğrudan mRNA öncesi ekleme hesabını etkileyen mutasyonlar genetik hastalıkların %15'inden sorumludur: Hutchinson-Gilford progeria ve beta-talasemi gibi.