結構生物化學/可變剪接
基因表達是指將由 DNA 組成的基因中的遺傳資訊傳遞到由 RNA 或蛋白質組成的功能性基因產物的過程。遺傳資訊透過轉錄過程從 DNA 流向 RNA，然後透過翻譯過程從 RNA 流向蛋白質。為了確保產生正確的產物，基因表達在轉錄和翻譯期間以及兩者之間被調控在許多不同的階段。在真核生物中，基因包含額外的序列，這些序列不編碼蛋白質。在這些生物體中，DNA 的轉錄產生前 mRNA，在翻譯開始之前，必須將其剪接成缺乏這些插入序列或內含子的 mRNA。剪接可以被調控，以便不同的 mRNA 可以包含或缺乏稱為外顯子的區域，這個過程稱為可變剪接。可變剪接允許從一個基因中產生不止一種蛋白質[1]，並且是決定從基因表達中產生哪些功能性蛋白質的一個重要調控步驟。前 mRNA 的剪接已被證明是控制人類發育的重要機制，而剪接失調會導致疾病[2]。
影響剪接位點選擇的機制在調控可變剪接中很重要，並確保在正確的時間產生正確的蛋白質。許多基因已被證明是在轉錄過程中被剪接的[3]，並且 RNA 聚合酶 II 轉錄速率已被認為是轉錄後可變剪接的調控機制[4] [5]。Aebi 和 Weissman 的“先到先得”模型[6] 展示了轉錄速率如何影響內含子的包含。第一個內含子的緩慢識別或第二個內含子的快速識別會產生一個對 3' 剪接位點選擇的轉錄依賴性競爭。第二個內含子上的緩慢轉錄可能允許第一個內含子在第二個內含子甚至合成之前被識別，而第一個兩個內含子上快速轉錄可能會增加第二個內含子與第一個內含子競爭識別的能力。形成“A 複合體”（圖 2）是可變剪接中的一個步驟，它會對剪接位點選擇做出承諾[7]，並且透過將 U2 snRNP 與分支點配對來完成[8]。這些資料表明，控制轉錄速率可能是調控 3' 剪接位點選擇的一個非常強大的工具。
真核生物用來調控轉錄速率的一種方法是位於 DNA 中的基於序列的停滯位點[9]。利用 DNA 依賴性轉錄停滯的熱力學理論，人工停滯位點 (ARTAR 位點) 已被創造出來，並被證明會影響 RNA 聚合酶 II 轉錄速率[10]。透過將 ARTAR 位點放置在基因中的特定位置，我們已經證明了影響 3' 剪接位點選擇的能力（圖 3）。當放置在兩個 3' 剪接位點的下游時，ARTAR 位點不會對可變剪接有任何影響。如果放置在第一個和第二個分支點之間的位置，ARTAR 位點可以透過降低 3' 剪接位點競爭來增加包含。如果放置在任一分支點上游，ARTAR 位點會透過增加對兩個 3' 剪接位點的競爭來降低包含，儘管這種情況下競爭增加的原因尚不清楚。
1. Douglas L. Black (2003) 可變前信使 RNA 剪接的機制。生物化學年度綜述，72: 291-336
2. Mo Chen, James L. Manely (2009) 可變剪接調控的機制：來自分子和基因組方法的見解。自然，10: 741-754
3. Pandya-Jones A., Black DL (2009) 組成型和可變外顯子的轉錄後剪接。RNA，10: 1896-908
4. Aebi, M. 和 Weissman, S.M. 1987. 剪接的精確性和有序性。趨勢遺傳學。3: 102-107
5. Kenneth James Howe, Caroline M. Kane, Manuel Ares Jr. (2003) 轉錄延伸的擾動影響釀酒酵母中內部外顯子包含的保真度。RNA，8: 993-1006
6. Cramer P., Caceres J.F., Cazalla D., Kadener S., Muro A.F., Baralle F.E., Kornblihtt A.R. 轉錄與可變剪接的偶聯：RNA pol II 啟動子調節 SF2/ASF 和 9G8 對外顯子剪接增強子的影響 (1999) 分子細胞，4 (2)，pp. 251-258。
7. Lim SR, Hertel KJ (2004) 對剪接位點配對的承諾與 A 複合體的形成同時發生。分子。細胞 15: 477–483。
8. Spencer CA, Groudine M. 轉錄延伸和真核基因調控。癌基因。1990; 5:777–785。
9. Dmitry Kulish, Kevin Struhl (2001) TFIIS 增強透過人工停滯位點的轉錄延伸體內。分子細胞生物學。13: 4162-4168
10. Qin Li, Ji-Ann Lee, Douglas L. Black (2007) 可變前 mRNA 剪接的神經調控。自然評論神經科學 8: 819-831
11. Dmitry Kulish, Kevin Struhl (2001) TFIIS 增強透過人工停滯位點的轉錄延伸體內。分子細胞生物學。13: 4162-4168
- ↑ Douglas L. Black (2003) 可變前信使 RNA 剪接的機制。生物化學年度綜述，72: 291-336
- ↑ Mo Chen, James L. Manely (2009) 可變剪接調控的機制：來自分子和基因組方法的見解。自然，10: 741-754
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