Молекулярные механизмы генетических процессов. Избранные лекции по курсу "Генетика с основами селекции". Буторина А.К - 30 стр.

                                    30
                      1.3.2.2. Альтернативный сплайсинг
       Сплайсинг иногда осуществляется по альтернативному варианту. В
этом случае с одного гена считывается более одного типа мРНК с разным
набором экзонов, а следовательно, синтезируется несколько разных бел-
ков. Причем, этот процесс также генетически контролируется. Например, в
одной ткани функциональная мРНК может образоваться в результате со-
единения всех экзонов первичного транскрипта, а в другой какой-то экзон
будет вырезан вместе с фланкирующими его интронами и образуется дру-
гая функциональная мРНК. В другом же случае соединение экзонов про-
исходит в разных комбинациях (а не в том порядке, в котором они распо-
лагались в гене). Например, если ген содержит всего шесть экзонов (с 1-го
по 6-й), в одном типе мРНК они могут располагаться в порядке 1,2,3,4,5,6,
в других РНК порядок может быть иным, например, 4,5,6,1,2,3 или 2,5,6
или 1,3,5. Или при наличии в гене альтернативных промоторов разные
типы РНК могут синтезироваться с разных сайтов инициации транскрип-
ции. Альтернативный промотор – это сложный промотор, состоящий по
крайней мере из двух независимо функционирующих частей, расположен-
ных перед разными экзонами одного гена. Существуют и более сложные
варианты альтернативного сплайсинга. Благодаря альтернативному сплай-
сингу в разных тканях могут образовываться разные продукты одного и
того же структурного гена, т.е. разные белки. Например, при экспрессии
одного и того же гена кальцитонина (имеющего 4 экзона и 5 интронов) в
клетках щитовидной железы млекопитающих синтезируется кальцитонин
(гормон, регулирующий обмен кальция и фосфора в организме млекопи-
тающих; в мРНК экзоны располагаются в порядке 1,2 и 3), а в клетках
нервной ткани – далекий от него по свойствам пептидный гормон (CGRP-
calcitionin gene related peptide; порядок расположения экзонов в мРНК – 1,2
и 4). Оба пептида содержат у человека по 128 аминокислот, однако иден-
тичны лишь первые 78. Другой пример. В составе гена амилазы мыши аль-
тернативный промотор составлен двумя элементами, в результате чего бо-
лее длинная мРНК (и соответствующий белок) образуется в слюнных же-
лезах, а более короткая – в печени.
       Альтернативный сплайсинг обеспечивает тонкую регуляцию работы
генов у эукариот, дифференцировку тканей, определяет развитие различ-
ных признаков, детерминированных одним геном. Альтернативный сплай-
синг может играть решающую роль в эволюции высших эукариот. У низ-
ших эукариот (например дрожжей) сплайсинг регулируется значительно
более строго, что ограничивает появление новых мРНК с одного гена. У
человека около 1/3 всех генов может кодировать в своей структуре более
одного белка (т.е. разные белки кодируются разными сочетаниями экзонов
одного и того же гена). Т.е. для части генов человека действует принцип:
“один ген – много белков” Именно этим можно объяснить тот факт, что
протеом человека содержит почти в 8 раз больше белков (примерно 250
тыс различных белков) по сравнению с числом белок-кодирующих генов
(всего около 32 тыс. генов).