遺伝子発現とは、遺伝子の遺伝情報が機能性タンパク質のアミノ酸配列に移されるプロセスを指します。 DNA から RNA への遺伝情報の流れは、転写によって行われます。 RNA は解読され、翻訳によってポリペプチドのアミノ酸配列が生成されます。真核生物では、遺伝子発現の調節は、転写と翻訳の間の多くの段階を経て発生します。一般に、真核生物の遺伝子は原核生物の遺伝子よりも複雑で、コード配列を中断する余分な配列が含まれています。コード配列はエクソンにあり、割り込み配列はイントロンです。これらのイントロンは、RNA スプライシングとして知られるプロセスでの転写後修飾中に除去されます。 オルタナティブ RNA スプライシングは、さまざまなパターンのエクソンの組換えによるさまざまなタンパク質の産生に関与しています .
対象となる主な分野
1. RNAスプライシングとは
– 定義、RNA スプライシングのメカニズム
2.選択的 RNA スプライシングは遺伝子発現にどのように影響しますか
– 選択的スプライシングにおけるさまざまな機能性タンパク質の産生
重要な用語:エクソン、イントロン、複数のタンパク質、RNA スプライシング、転写後修飾、スプライソソーム A
RNA スプライシングとは
RNA スプライシングとは、真核生物の遺伝子発現における転写後修飾の初期段階を指します。遺伝子の転写によって生成される最初の転写産物は、mRNA 前駆体として知られています。エクソンとイントロンの両方で構成されています。イントロンは、翻訳前にエクソンのスプライシングによってプレmRNAから除去されます。エクソンのスプライシングは、スプライソソームとして知られる分子複合体によって触媒されます .スプライソソームには、5' から 3' へのスプライス サイトと分岐サイトが含まれます。これらのサブユニットは、スプリコソーム内の小さな核リボ核タンパク質 (snRNP) と相互作用して、スプライソソーム A 複合体を生成します。 、mRNA前駆体の切断部位の決定に関与しています。イントロンが pre-mRNA から切断されると、エクソンはホスホジエステル結合を介して結合されます。スプライソソーム A 複合体を 図 1 に示します。
図 1:スプライソソーム A 複合体
RNA スプライシング中にエクソンの組み合わせパターンを変えることにより、同じ mRNA 前駆体から異なる mRNA コピーを生成できます。
オルタナティブ RNA スプライシングは遺伝子発現にどのように影響しますか
オルタナティブ スプライシングは、単一のプレ mRNA 分子から複数のタンパク質を生成できるようにする RNA スプライシングのプロセスです。これは、異なるパターンのエクソンの組換えによって達成されます。オルタナティブ スプライシング中の複数のタンパク質の生成を 図 2 に示します。 .
図 2:オルタナティブ スプライシングにおける複数のタンパク質の産生
タンパク質に含まれるエクソンの決定は、調節タンパク質によって決定されます .これらの調節タンパク質は、スプライシング活性化因子やスプライシング抑制因子などのトランス作用性タンパク質です。 スプライシング アクティベーター リプレッサーをスプライシングしながら、いくつかのスプライシング部位がmRNAに含まれるように促進します 特定のスプライシング サイトの包含を減らします。異種核リボ核タンパク質 (hnRNP) およびポリピリミジン トラクト結合タンパク質 (PTB) は、スプライシング リプレッサーの一部です。
結論
RNA スプライシングは転写後修飾の最初のステップであり、mRNA 前駆体からのイントロンの除去を可能にします。スプライソソーム複合体は、イントロンの切断とエクソンの再結合を担っています。 RNA スプライシングの間、エキソンの再結合のパターンは、選択的スプライシングとして知られるプロセスで変更される可能性があります。エクソンの選択的スプライシングにより、さまざまな機能タンパク質のさまざまなアミノ酸配列の生成が可能になります。
参照:
1.「真核生物の遺伝子調節」。 ルーメン;無限の生物学 、ここから入手できます。
画像提供:
1. 「複合体」Agathman 著 – Commons Wikimedia による自身の作品 (CC BY-SA 3.0)
2. National Human Genome Research Institute による「DNA オルタナティブ スプライシング」 – (パブリック ドメイン) Commons Wikimedia による
