Splicing
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Bild:Eucaryotic gene expression.jpg
Unter Splicing versteht man einen wichtigen Schritt der Weiterverarbeitung/Prozessierung der prä-mRNA im Zellkern zur reifen mRNA bei Eukaryoten im Verlauf der Proteinbiosynthese.
Die zunächst in der Transkription gebildete prä-mRNA enthält noch Introns und Exons. Durch das Splicing werden die Introns entfernt und die angrenzenden Exons miteinander zum fertigen Produkt verknüpft.
Für die Entdeckung von Introns und damit auch des Splicings wurden Richard J. Roberts und Phillip A. Sharp 1993 mit dem Nobelpreis für Medizin geehrt.
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Splicing im Spliceosom
Das Splicen findet in den meisten Fällen in einem großen Komplex aus RNA und Proteinen statt, dem sogenannten Spliceosom, welches die Reaktion in zwei aufeinanderfolgenden Transesterifikationen katalysiert. Die Mehrzahl der Introns wird auf diese Art und Weise entfernt.
Das Splicing-Muster kann sich hier von Gewebe zu Gewebe und unter verschiedenen Umwelteinflüssen unterscheiden man spricht dann von alternativem Splicing, einer wichtigen Grundlage für eine große Diversität von Proteinen.
Das Splicing findet hier cotranskriptionell statt, d.h. Introns werden bereits entfernt noch während die Polymerase das Gen abliest.
Weitere wichtige Prozesse die während der Reifung einer prä-mRNA zur mRNA auftreten sind das
- capping: Modifikation des 5'Endes der RNA mit einem Guanosin-Triphosphat für eine bessere Stabilität der RNA und wichtig für die Translation am Ribosom.
- tailing: Nach Erreichen des Genendes wird die RNA an einer speziellen Sequenz geschnitten und mit einem ca 150-200 Nukleotide langen Poly-A-Schwanz versehen
Schließlich wird die fertige mRNA durch die Kernporen aus dem Zellkern in das Cytosol exportiert, wo sie anschließend im Verlauf der Translation dazu genutzt wird Proteine zu synthetisieren.
Splicing und Krankheiten:
Auch bei einigen Krankheitsbildern spielt das splicing eine große Rolle. Mutationen in Introns haben keinen direkten Effekt auf die Sequenz des Proteins das durch ein Gen codiert wird. In einigen Fällen jedoch führen sie zu einem "falschen" Splicen der prä-mRNA und somit zu unfunktionellen, verkürzten oder sogar "schädlichen" Proteinen. Ein gut untersuchtes Beispiel sind z.B. einige Formen der beta-Thalassämie (spezielle Form der Blutarmut).
Autokatalytisches Splicing
Einige RNAs können Introns ohne die Hilfe eines großen Spliceosoms entfernen. Die chemische Aktivität dazu besitzen sie selbst, d.h. es handelt sich um Ribozyme die nur in einigen Fällen (Gruppe II Introns) die Hilfe von Proteinen für eine korrekte Faltung benötigen.
Splicen von tRNAs
tRNAs enthalten in einigen Fällen Introns die durch Endonucleasen und eine anschliessende Ligation entfernt werden
