После синтеза незрелые мРНК обрабатываются разными ферментами, локализованными в ядре. У бактерий обычно сразу синтезируется зрелая мРНК, у эукариотов сначала синтезируется незрелая мРНК, которая потом в ядре подвергается интенсивной химической обработке. На начальном конце молекулы образуется так называемая шапочка. Шапочка состоит из метилгуанозина и имеет важное значение для связывания мРНК с рибосомой. Кроме того шапочка предохраняет зрелую мРНК от разрезания РНК-азами.
Из незрелой мРНК вырезаются интроны, часто по разному в разных клетках или даже в той же самой клетке. Этот процесс называется альтернативным сплайсингом. После этого некоторые нуклеотиды в незрелой мРНК могут заменяться на другие. Этот процесс называется редактированием. Тем самым возникает информационный носитель, который не передается по наследству и не существует в геноме. Редактирование может иметь место в одних тканях того же самого организма и не иметь в других.
Незрелая включающая интроны мРНК сильно модифицируется в ядре. Зеркальное изображение записанного на ДНК слова (нужно помнить, что РНК комплементарен, а не идентичен считываемому отрезку ДНК) подвергается обработке. После синтеза на цепочке ДНК комплементарной цепи РНК получается предшественник мРНК. Он содержит интроны. Их надо удалить. Это делается специальными белковыми агрегатами, состоящими из РНК и белков. Они носят название сплайсингосомы. В данных агрегатах из предшественника мРНК удаляются интроны и концы цепочки сшиваются (сплайсинг) в единую цепь. Конечная молекула много короче, иногда в 2–3 раза, изначальной. Процесс такого разрезания и склеивания называется сплайсинг. У прокариотов такого практически не замечено, за очень редким исключением.
Сплайсинг незрелой мРНК катализируется комплексами белков с молекулами РНК, малыми ядерными РНК. Они ассоциированы с рядом белков, образуя "малые ядерные рибонуклеопротеидные частицы" (мяРНП). Эти белковые агрегаты, состоящие из белков и малых молекул РНК, называются сплайсингосомы (сплайсеосомы, сплайсомы). Сплайсомы у эукариотом очень консервативны (185).
В во время сплайсинга в эукариотах из незрелой мРНК вырезаются огромные куски, а оставшиеся склеиваются обратно. Механизм работы сплайсом очень сложен. На первой стадии сплайсинга ОН-группа аденозилового остатка, расположенного в интроне, расщепляет при участии одной из сРНК фосфодиэфирную связь на 5'-конце интрона. Одновременно в интроне образуется новая связь, которая придает ему форму петли. На второй стадии терминальная ОН-группа 5'-концевого интрона разрушает связь в З'-конце интрона. В результате оба экзона соединяются, а интрон освобождается. Остается неясной судьба интронов. В каждой из реакций задействованы несколько белковых молекул и одна молекула РНК. Во время сплайсинга комплексы из различных молекул РНК, участвующих в этом процессе, образуют сплайсеосому.
Приведу очень понятное объяснение понятия сплайсинга из статьи Велькова (16).
"Чтобы эукариотный ген заработал необходимо создать (путем транскрипции) комплементарную незрелую РНК — копию мозаичного гена, состоящую из экзонов и интронов. Затем надо удалить из незрелой РНК интроны, а экзоны объединить. Полученную зрелую мРНК можно уже использовать для трансляции.
Интроны из незрелой мРНК удаляются по очереди, а не все сразу. Вот так:
спеолдрласитьцйсиитбцнгорлю →
сп(еолдрл)аситьцйсиитбцнгорлю →
спласитьцйсиитбцнгорлю + еолдр →
спла(ситьц)йсиитбцнгорлю + еолдр →
сплайсиитбцнгорлю+ еолдр + ситьц →
сплайси(итбц)нгорлю+ еолдр + ситьц →
Сплайсингорлю + еолдр + ситьц + итбц →
Сплайсинг(орлю) + еолдр + ситьц + итбц →
Сплайсинг + еолдр + ситьц + итбц + орлю
Если в гене есть N интронов, то для сплайсинга необходимо N стадий вырезания интронов и сшивания экзонов (16).
Для чего же такая умопомрачительная, весьма дорогостоящая и опасная, в случае ошибок, сложность? А для
Аищалцуюофеьолтжиуекеруюнабюутхаипровбюуньцфыйооопс
В этом “гене” 12 экзонов и 12 интронов. Если в 12 стадий удалить поочередно все интроны, то получится название особого типа сплайсинга:
Альтернативный+
ища+цуюофе+ол+жиу+ке+ую+бюу+ха+про+бюу+ьцф+ооопс
И вот в чем смысл альтернативного сплайсинга: некоторые, четко определенные экзоны вырезаются вместе с интронами. И тогда из
Аищалцуюофеьолтжиуекеруюнабюутхаипровбюуньцфыйооопс
Получится:
Альтернативный+
ища+цуюофе+ол+жиукеую+бюу+ха+про+бюу+ьцф+ооопс
Альт+ища+цуюофе+ол+жиуекеруюнабюутхаипровбюуньцфыйооопс
нативный+Аищалцуюофеьолтжиуекерую+бюу+ха+про+бюу+ьцф+ооопс
наивный+Аищалцуюофеьолтжиуекерую+бюутха+про+бюу+ьцф+ооопс
левый+Аища+цуюофеьолтжиу+керуюнабюутхаипро+бюуньцф+ооопс
лев+Аища+цуюофеьолтжиу+керуюнабюутхаипро+бюуньцфыйооопс
В итоге, из одного, казалось бы, бессмысленного слова, получено шесть вполне осмысленных…"
