主な違い RNA スプライシングとオルタナティブ スプライシングの違いは、RNA スプライシングは mRNA の一次転写産物のエクソンをスプライシングするプロセスであるのに対し、オルタナティブ スプライシングは同じ遺伝子のエクソンの異なる組み合わせを生成するプロセスであることです。 .さらに、RNA スプライシングは、タンパク質に翻訳できる mRNA 分子の生成に関与し、オルタナティブ スプライシングは、同じ一次転写産物からのさまざまなタンパク質の生成に関与します。
RNA スプライシングと選択的スプライシングは、真核生物の遺伝子の転写に続く 2 種類の転写後修飾です。どちらも機能性タンパク質の生産に重要です。
対象となる主な分野
1. RNAスプライシングとは
– 定義、プロセス、重要性
2.代替スプライシングとは
– 定義、プロセス、重要性
3. RNA スプライシングと選択的スプライシングの類似点は何ですか
– 共通機能の概要
4. RNA スプライシングと選択的スプライシングの違いは何ですか
– 主な相違点の比較
主な用語
選択的スプライシング、エクソン、イントロン、転写後修飾、RNA スプライシング
RNA スプライシングとは
RNA スプライシングは、真核生物でエクソンを結合させながら、一次 RNA 転写産物からイントロンを除去する生物学的プロセスです。ヒトでは、遺伝子の平均長は 30,000 塩基対ですが、成熟した mRNA 分子の長さは 20,000 塩基対未満です。 RNA スプライシングは、mRNA 分子の平均長のこの減少に関与しています。 RNA スプライシング プロセスの主な機能は、一次 RNA 転写産物から成熟した mRNA 分子を生成することです。これは、機能的なタンパク質に翻訳することができます。
図 1:RNA スプライシング
一般に、各イントロンは GU で始まります AG で終わる 5' から 3' 方向に。前者はスプライシング ドナー サイトです 一方、後者はスプライシング アクセプター サイトです。 . ブランチ サイトと呼ばれる 3 番目のサイト 分岐部位「CU(A/G)A(C/U)」のコンセンサス配列を持つアクセプター部位の 20 ～ 50 塩基上流に発生し、ここで A はすべての遺伝子で保存されています。これら 3 つのサイトは、まとめてスプライシング シグナルとして知られています。 .また、ほとんどの場合、ドナー部位のエクソン配列は (A/C)AG であり、アクセプター部位のエクソン配列は G です。
図 2:RNA スプライシングの 2 段階メカニズム
5 つの snRNA 分子とそれらに関連するタンパク質が、スプリコソームと呼ばれるリボ核タンパク質を形成します 、これは大規模な (60S) 複合施設です。スプリコソームは、2 段階のプロセスで一次 RNA 転写産物からイントロンを除去する役割を果たします。一方、構成的スプライシング 一般的な RNA スプライシング メカニズムです。
オルタナティブ スプライシングとは
選択的スプライシングは、特定の遺伝子の特定の一次 RNA 転写産物からバリアント mRNA 分子を生成する生物学的プロセスです。つまり、単一の遺伝子の発現は、選択的スプライシングの助けを借りて複数のタンパク質をもたらす可能性があります。したがって、これらの成熟した mRNA 分子は、一次 RNA 転写産物のエクソンの一部を欠いている可能性があります。これらのタンパク質はアミノ酸配列が異なるため、細胞内で異なる生物学的機能を発揮します。ヒトゲノムは 25,000 ～ 35,000 のタンパク質コード遺伝子で構成されていますが、選択的スプライシングの結果として 90,000 を超えるタンパク質が合成されます。さらに、特定の RNA 転写産物から合成された複数のタンパク質は、タンパク質アイソフォームと呼ばれます。
図 3:代替スプライシングの概要
代替スプライシングには 5 つの基本的なモードがあります。それらは、エクソン スキッピングまたはカセット型代替エクソン、相互に排他的なエクソン、代替 3' スプライス サイト、代替 5' スプライス サイト、 です。 およびイントロン保持 .脊椎動物および無脊椎動物における選択的スプライシングの最も一般的なパターンは、エクソン スキッピングです。下位後生動物では、イントロン保持です。
図 4:選択的スプライシングのメカニズム
RNA スプライシングとオルタナティブ スプライシングの類似点
- RNA スプライシングと選択的スプライシングは、真核生物の遺伝子発現中に発生する 2 種類の転写後修飾です。
- ただし、両方のプロセスのエフェクター分子は一次 RNA 転写産物です。
- また、どちらもイントロンを除去することによるエクソンのスプライシングに関与しています。
- さらに、どちらも機能性タンパク質に変換できる mRNA 分子の生成を担っています。
- さらに、両方のプロセスが核内で発生します。
RNA スプライシングとオルタナティブ スプライシングの違い
定義
RNA スプライシングとは、新生プレメッセンジャー RNA (mRNA 前駆体) 転写産物の修飾を指し、翻訳前にイントロンが除去され、エクソンが結合されます。一方、オルタナティブ スプライシングとは、メッセンジャー RNA (mRNA) が、異なる細胞機能または特性を持つ可能性のある異なるタンパク質バリアント (アイソフォーム) の合成を指示できるようにするプロセスを指します。これらの定義は、RNA スプライシングと選択的スプライシングの根本的な違いを説明しています。
機能
RNA スプライシングは一次 RNA 転写産物のエクソンをスプライスし、オルタナティブ スプライシングは一次 RNA 転写産物のエクソンをスプライスして、異なるエクソンの組み合わせを形成します。したがって、これが RNA スプライシングと選択的スプライシングの機能的な違いです。
エクソン
さらに、RNA スプライシングによって生成された成熟 mRNA には、一次転写産物のすべてのエクソンが含まれますが、オルタナティブ スプライシングによって生成された成熟 mRNA には、一次 RNA 転写産物のすべてのエクソンが含まれているわけではありません。
結果
RNA スプライシングと選択的スプライシングのもう 1 つの違いは、スプライシングの結果です。 RNA スプライシングは mRNA 分子を生成し、機能性タンパク質に変換できます。一方、オルタナティブ スプライシングは異なる mRNA バリアントを生成し、異なるタンパク質異性体に変換できます。
重要性
RNA スプライシングと選択的スプライシングの重要性に基づく違いは、選択的スプライシング中に一次転写産物から非コード領域を除去することにより、RNA スプライシングがタンパク質コード領域を一緒にすることです。細胞の情報の多様性とプロテオームの多様性を高めます。
結論
RNA スプライシングは、イントロンを除去することによって、真核生物のプレ mRNA のエクソンを連結するプロセスです。一方、選択的スプライシングは、エクソンの異なる組み合わせによって、単一のプレ mRNA から複数の mRNA が生成されることです。 RNA スプライシングの主な機能は、機能性タンパク質に翻訳できる成熟した mRNA を生成することです。逆に、選択的スプライシングは、異なる機能を持つタンパク質異性体を生成します。したがって、RNA スプライシングと選択的スプライシングの主な違いは、そのメカニズムと重要性です。
参照:
1. E、ジグオら。 「イネとヒトにおけるスプライシングとオルタナティブ スプライシング」BMB レポート vol. 46,9 (2013):439-47.ここから入手可能
2. 「RNAスプライシング」 MoBio、Web Books Publishing、こちらから入手可能
3.王、ヤンら。 「オルタナティブ スプライシングのメカニズムとその制御」バイオメディカル レポート vol. 3,2 (2014):152-158.ここで利用可能
画像提供:
1. 「RNA スプライシング ダイアグラム en」LadyofHat 著 – 基本的にウィキペディアにある情報に基づいて自分自身を作成し、[1] と [2] を加えました。 (パブリック ドメイン) Commons Wikimedia 経由
2. 「RNA スプライシング反応」BCSteve 著 – Commons Wikimedia 経由の自作 (CC BY-SA 3.0)
3. 「DNA 選択的スプライシング」国立ヒトゲノム研究所 – http://www.genome.gov/Images/EdKit/bio2j_large.gif (パブリック ドメイン)、Commons Wikimedia 経由
4. OpenStax コラージュ経由の OpenStax CNX (CC BY 3.0) による「RNA スプライシング」
