Das Alternative-Verstärken (oder Differenzialverstärken) sind ein Prozess, durch den die exons der RNS, die durch die Abschrift eines Gens (eine primäre Genabschrift oder pre-mRNA) erzeugt ist, auf vielfache Weisen während des RNS-Verstärkens wiederverbunden werden. Der resultierende verschiedene mRNAs kann ins verschiedene Protein isoforms übersetzt werden; so kann ein einzelnes Gen für vielfache Proteine codieren.

Das alternative Verstärken kommt als ein normales Phänomen in eukaryotes vor, wo es außerordentlich die Artenvielfalt von Proteinen vergrößert, die durch das Genom verschlüsselt werden können; in Menschen werden ~95 % von multiexonic Genen wechselweise gesplissen. Es gibt zahlreiche Weisen des beobachteten Alternative-Verstärkens, von denen das allgemeinste hüpfender exon ist. In dieser Weise kann ein besonderer exon in mRNAs unter einigen Bedingungen oder in besondere Gewebe eingeschlossen, und aus dem mRNA in anderen weggelassen werden.

Die Produktion wechselweise gesplissenen mRNAs wird durch ein System von unterhandelnden Proteinen geregelt, die zu cis-stellvertretenden Seiten auf dem pre-mRNA selbst binden. Solche Proteine schließen Verstärken-Aktivatoren ein, die den Gebrauch einer besonderen Verbindungsseite fördern, und repressors spleißend, die den Gebrauch einer besonderen Seite reduzieren. Mechanismen des alternativen Verstärkens sind hoch variabel, und neue Beispiele werden ständig besonders durch den Gebrauch von Techniken des hohen Durchflusses gefunden. Forscher hoffen, die am Verstärken beteiligten Durchführungssysteme völlig aufzuhellen, so dass alternative Verstärken-Produkte von einem gegebenen Gen unter besonderen Bedingungen durch einen "Verstärken-Code" vorausgesagt werden konnten.

Anomale Schwankungen im Verstärken werden auch in Krankheit hineingezogen; ein großes Verhältnis des menschlichen genetischen Unordnungsergebnisses vom Verstärken von Varianten. Wie man auch denkt, tragen anomale Verstärken-Varianten zur Entwicklung des Krebses bei, obwohl solche abweichenden Verstärken-Produkte unter üblichen Zuständen sind, die gewöhnlich geschützt und durch einen posttranscriptional Qualitätskontrollmechanismus beseitigt sind.

Entdeckung

Das alternative Verstärken wurde zuerst 1977 beobachtet. Adenoviruses erzeugen zwei verschiedene primäre Abschriften, eine frühe im Lebenszyklus und einem später nach der DNA-Erwiderung. Forscher haben gefunden, dass die primäre RNS-Abschrift, die durch den adenovirus Typ 2 in der späten Phase erzeugt ist, unterschiedlich gesplissen wurde, mRNAs auf Verschlüsselung verschiedener Virenproteine hinauslaufend. Sowohl 5' als auch 3' Verbindungsseiten hat sich, und außerdem geändert, die Abschrift hat vielfache polyadenylation Seiten enthalten, verschiedene 3' Enden für den bearbeiteten mRNAs gebend.

1981 wurde das erste Beispiel des alternativen Verstärkens in einer Abschrift von einem normalen, endogenen Gen charakterisiert. Wie man fand, wurde das Gen, das das Schilddrüse-Hormon calcitonin verschlüsselt, in Säugetierzellen wechselweise gesplissen. Der pre-mRNA von diesem Gen enthält 6 exons; der calcitonin mRNA enthält exons 1-4, und endet nach einer polyadenylation Seite in exon 4. Ein anderer mRNA wird von diesem pre-mRNA durch das Hüpfen exon 4 erzeugt, und schließt exons 1-3, 5, und 6 ein. Es verschlüsselt ein als CGRP bekanntes Protein (calcitonin Gen hat peptide verbunden). Beispiele des alternativen Verstärkens in immunoglobin Genabschriften in Säugetieren wurden auch am Anfang der 1980er Jahre beobachtet.

Seitdem, wie man gefunden hat, ist das alternative Verstärken in eukaryotes allgegenwärtig gewesen. Der "Rekordhalter" für das alternative Verstärken ist ein D. melanogaster Gen genannt Dscam, der 38,016 Verbindungsvarianten potenziell haben konnte.

Weisen

Fünf grundlegende Weisen des alternativen Verstärkens werden allgemein anerkannt.

• Exon hüpfend oder Kassette exon: In diesem Fall kann ein exon aus der primären Abschrift gesplissen oder behalten werden. Das ist die allgemeinste Weise in Säugetierpre-mRNAs.
• Gegenseitig exklusiver exons: Einer von zwei exons wird in mRNAs nach dem Verstärken, aber nicht beiden behalten.
• Alternative Spender-Seite: Ein alternativer 5' Verbindungsverbindungspunkt (Spender-Seite) wird verwendet, die 3' Grenze stromaufwärts exon ändernd.
• Alternative Annehmer-Seite: Ein alternativer 3' Verbindungsverbindungspunkt (Annehmer-Seite) wird verwendet, die 5' Grenze des abwärts gelegenen exon ändernd.
• Retention von Intron: Eine Folge kann als ein intron gesplissen oder einfach behalten werden. Das ist von hüpfendem exon bemerkenswert, weil die behaltene Folge durch introns nicht flankiert wird. Wenn der behaltene intron im Codiergebiet ist, muss der intron Aminosäuren im Rahmen mit dem benachbarten exons verschlüsseln, oder ein Halt codon oder eine Verschiebung im Lesen-Rahmen werden das Protein veranlassen, nichtfunktionell zu sein. Das ist die seltenste Weise in Säugetieren.

Zusätzlich zu diesen primären Weisen des alternativen Verstärkens gibt es zwei andere Hauptmechanismen, durch die verschiedener mRNAs von demselben Gen erzeugt werden kann; vielfache Befürworter und vielfache polyadenylation Seiten. Der Gebrauch von vielfachen Befürwortern wird als ein transcriptional Regulierungsmechanismus aber nicht das alternative Verstärken richtig beschrieben; durch die Startabschrift an verschiedenen Punkten können Abschriften mit verschiedenen 5 '-most exons erzeugt werden. Am anderen Ende stellen vielfache polyadenylation Seiten verschiedene 3' Endpunkte für die Abschrift zur Verfügung. Beide dieser Mechanismen werden in der Kombination mit dem alternativen Verstärken gefunden und stellen zusätzliche Vielfalt in mRNAs zur Verfügung ist auf ein Gen zurückzuführen gewesen.

Diese Weisen beschreiben grundlegende Verstärken-Mechanismen, aber können unzulänglich sein, um komplizierte Verstärken-Ereignisse zu beschreiben. Zum Beispiel zeigt die Zahl zum Recht 3 spliceforms von der Maus hyaluronidase 3 Gen. Das Vergleichen der exonic Struktur, die in der ersten Linie gezeigt ist, die mit derjenigen in der zweiten Linie (gelbe) Shows intron Retention (grün) ist, wohingegen der Vergleich zwischen dem zweiten und dem dritten spliceform (gelb gegen blau) hüpfenden exon ausstellt. Eine Musternomenklatur, um alle möglichen Verstärken-Muster einzigartig zu benennen, ist kürzlich vorgeschlagen worden.

Alternative Verstärken-Mechanismen

Allgemeiner Verstärken-Mechanismus

Als der pre-mRNA von der DNA abgeschrieben worden ist, schließt er mehrere introns und exons ein. (In Fadenwürmern ist das bösartige 4-5 exons und introns; in der Taufliege-Taufliege kann es mehr als 100 introns und exons in einem abgeschriebenem pre-mRNA geben.) Die im mRNA zu behaltenden exons werden während des Verstärken-Prozesses bestimmt. Die Regulierung und Auswahl an Verbindungsseiten werden durch das Abwickeln des Verstärkens des Aktivators und Verstärkens repressor Proteine getan.

Der typische eukaryotic Kernintron hat Einigkeitsfolgen, die wichtige Gebiete definieren. Jeder intron hat GU an seinem 5' Ende. In der Nähe vom 3' Ende gibt es eine Zweigseite. Der nucleotide am Zweigpunkt ist immer ein A; die Einigkeit um diese Folge ändert sich etwas. In Menschen ist die Zweigeinigkeit yUnAy. Der Zweigseite wird von einer Reihe von pyrimidines oder polypyrimidine Fläche dann durch AG an 3' Ende gefolgt.

Das Verstärken von mRNA wird durch eine RNS und bekannten Protein-Komplex durchgeführt, weil der spliceosome, snRNPs enthaltend, U1, U2, U4 benannt hat, U5 und U6 (wird U3 an mRNA nicht beteiligt, der spleißt). U1 bindet zu 5' GU, und U2 bindet zur Zweigseite (A) mit dem Beistand von den U2AF Protein-Faktoren. Der Komplex in dieser Bühne ist als der spliceosome Ein Komplex bekannt. Bildung Ein Komplex ist gewöhnlich der Schlüsselschritt in der Bestimmung der Enden des intron, der, und das Definieren der Enden des zu behaltenden exon zu spleißen ist.

Der U4, U5, bindet U6 Komplex, und U6 ersetzt die U1 Position. U1 und U4-Erlaubnis. Der restliche Komplex führt dann zwei Umesterungsreaktionen durch. In der ersten Umesterung wird 5' Ende des intron von stromaufwärts exon zerspaltet und mit der Zweigseite durch 2', 5 '-phosphodiester Verbindung angeschlossen. In der zweiten Umesterung wird das 3' Ende des intron vom abwärts gelegenen exon zerspaltet, und die zwei exons werden durch ein phosphodiester Band angeschlossen. Der intron wird dann in der Lasso-Form veröffentlicht und erniedrigt.

Durchführungselemente und Proteine

Das Verstärken wird durch das Abwickeln von Proteinen geregelt (repressors und Aktivatoren), entsprechende cis-stellvertretende Durchführungsseiten (Schalldämpfer und Erweiterer) auf der RNS und den anderen RNS-Eigenschaften, die beeinflussen, wie das Verstärken wie sekundäre Strukturen vorkommen wird. Zusammen bilden diese Elemente einen "Verstärken-Code", der regiert, wie das Verstärken unter verschiedenen Zellbedingungen vorkommen wird

Die Determinanten, Tat auf eine voneinander abhängige Mode, aber auf viele Fälle zu spleißen, wird eine besondere Determinante einen konsequenten Einfluss auf das Verstärken haben. Unter diesen Fällen gibt es zwei Haupttypen der cis-stellvertretenden RNS-Folge-Element-Gegenwart in pre-mRNAs, und sie haben entsprechende unterhandelnde RNS bindende Proteine. Spleißende Schalldämpfer sind Seiten, zu dem dem Verstärken repressor Proteine binden, die Wahrscheinlichkeit reduzierend, dass eine nahe gelegene Seite als ein Verbindungsverbindungspunkt verwendet wird. Diese können im intron selbst (intronic das Verstärken von Schalldämpfern, ISS) oder in einem benachbarten exon (exonic das Verstärken von Schalldämpfern, ESS) gelegen werden. Sie ändern sich in der Folge, sowie in den Typen von Proteinen, die zu ihnen binden. Die Mehrheit, repressors zu spleißen, ist heterogener Kernribonucleoproteins (hnRNPs) wie hnRNPA1 und polypyrimidine Fläche verbindliches Protein (PTB).

Spleißende Erweiterer sind Seiten, zu denen spleißende Aktivator-Proteine binden, die Wahrscheinlichkeit vergrößernd, dass eine nahe gelegene Seite als ein Verbindungsverbindungspunkt verwendet wird. Diese können auch im intron (intronic das Verstärken von Erweiterern, ISE) oder exon (exonic das Verstärken von Erweiterern, ESE) vorkommen. Die meisten Aktivator-Proteine, die zu ISEs und ESEs binden, sind Mitglieder der SR Protein-Familie. Solche Proteine enthalten RNS-Anerkennungsmotive und arginine und serine-reiche (RS) Gebiete.

Die anpassungsfähige Bedeutung, Schalldämpfer und Erweiterer zu spleißen, wird durch eine Studie beglaubigt zeigend, dass es starke Auswahl in menschlichen Genen gegen Veränderungen gibt, die neue Schalldämpfer erzeugen oder vorhandene Erweiterer stören.

Im Allgemeinen, die Determinanten, Arbeit auf eine voneinander abhängige Weise zu spleißen, die von Zusammenhang abhängt, so dass die Regel-Regelung, wie das Verstärken geregelt wird, einen Verstärken-Code bildet. Die Anwesenheit eines besonderen cis-stellvertretenden RNS-Folge-Elements kann die Wahrscheinlichkeit vergrößern, dass eine nahe gelegene Seite in einigen Fällen gesplissen, aber die Wahrscheinlichkeit in anderen Fällen abhängig vom Zusammenhang vermindern wird. Der Zusammenhang, innerhalb dessen Durchführungselement-Tat cis-stellvertretenden Zusammenhang einschließt, der durch die Anwesenheit anderer RNS-Folge-Eigenschaften und den unterhandelnden Zusammenhang gegründet wird, der durch Zellbedingungen gegründet wird. Zum Beispiel, etwas cis-stellvertretender RNS-Folge-Element-Einfluss, der nur spleißt, wenn vielfache Elemente in demselben Gebiet da sind, um Zusammenhang einzusetzen. Als ein anderes Beispiel kann ein cis-stellvertretendes Element entgegengesetzte Effekten auf das Verstärken haben, abhängig von dem Proteine in der Zelle (z.B, neuronal gegen non-neuronal PTB) ausgedrückt werden.

Beispiele

Hüpfender Exon: Taufliege dsx

Pre-mRNAs vom D. melanogaster Gen dsx enthalten 6 exons. In Männern, exons 1,2,3,5, und 6 werden angeschlossen, um den mRNA zu bilden, der ein transcriptional für die männliche Entwicklung erforderliches Durchführungsprotein verschlüsselt. In Frauen, exons 1,2,3, und 4, werden und ein Polyadenylation-Signal in exon 4 Ursache-Spaltung des mRNA an diesem Punkt angeschlossen. Der resultierende mRNA ist ein transcriptional für die weibliche Entwicklung erforderliches Durchführungsprotein.

Das ist ein Beispiel von hüpfendem exon. Der intron stromaufwärts von exon 4 hat eine polypyrimidine Fläche, die die Einigkeitsfolge nicht vergleicht so, so dass U2AF Proteine schlecht dazu ohne Hilfe davon binden, Aktivatoren zu spleißen. Diese 3' Verbindungsannehmer-Seite wird deshalb in Männern nicht verwendet. Frauen erzeugen jedoch den Verstärken-Aktivator-Transformator (Tra) (sieh unten). Das SR Protein wird Tra2 in beiden Geschlechtern erzeugt und bindet zu einem ESE in exon 4; wenn Tra anwesend ist, bindet er zu Tra2 und zusammen mit einem anderen SR Protein, bildet einen Komplex, der U2AF Proteinen bei der Schwergängigkeit zur schwachen polypyrimidine Fläche hilft. U2 wird zum verbundenen Zweigpunkt rekrutiert, und das führt zu Einschließung von exon 4 im mRNA.

Alternative Annehmer-Seiten: Taufliege-Transformator

Pre-mRNAs des Transformators (Tra) Gen der Taufliege melanogaster erleben das alternative Verstärken über die alternative Annehmer-Seite-Weise. Gentra verschlüsselt ein Protein, das nur in Frauen ausgedrückt wird. Die primäre Abschrift dieses Gens enthält einen intron mit zwei möglichen Annehmer-Seiten. In Männern stromaufwärts wird Annehmer-Seite verwendet. Das veranlasst eine längere Version von exon 2, in die bearbeitete Abschrift, einschließlich eines frühen Halts codon eingeschlossen zu werden. Der resultierende mRNA verschlüsselt ein gestutztes Protein-Produkt, das untätig ist. Frauen erzeugen das Master-Sexualentschluss-Protein-Geschlecht tödlich (Sxl). Das Sxl Protein ist ein Verstärken repressor, der zu einem ISS in der RNS der Abschrift von Tra in der Nähe von stromaufwärts Annehmer-Seite bindet, U2AF Protein davon abhaltend, zur polypyrimidine Fläche zu binden. Das verhindert den Gebrauch dieses Verbindungspunkts, den spliceosome auswechselnd, der zur abwärts gelegenen Annehmer-Seite bindet. Das Verstärken an diesem Punkt umgeht den Halt codon, der als ein Teil des intron herausgeschnitten wird. Der resultierende mRNA verschlüsselt ein aktives Protein von Tra, das selbst ein Gangregler des alternativen Verstärkens anderer sexualzusammenhängender Gene ist (sieh dsx oben).

Definition von Exon: Empfänger des Frei Kais

Vielfache isoforms des Empfänger-Proteins des Frei Kais werden durch das alternative Verstärken erzeugt. Das zwei normalerweise Auftreten isoforms in Menschen wird durch einen exon-hüpfenden Mechanismus erzeugt. Ein mRNA einschließlich exon 6 verschlüsselt die membranengebundene Form des Empfängers des Frei Kais, der apoptosis oder programmierten Zelltod fördert. Der vergrößerte Ausdruck des Empfängers des Frei Kais in Hautzellen, die dauernd zur Sonne und Abwesenheit des Ausdrucks in Hautkrebs-Zellen ausgestellt sind, weist darauf hin, dass dieser Mechanismus in der Beseitigung von vorkrebsbefallenen Zellen in Menschen wichtig sein kann. Wenn exon 6 ausgelassen wird, verschlüsselt der resultierende mRNA ein auflösbares Protein des Frei Kais, das apoptosis nicht fördert. Die Einschließung oder das Hüpfen des exon hängen von zwei gegnerischen Proteinen, TIA-1 und polypyrimidine Fläche bindendem Protein (PTB) ab.

• Die 5' Spender-Seite im intron stromabwärts von exon 6 im pre-mRNA hat eine schwache Abmachung mit der Einigkeitsfolge, und wird gewöhnlich durch U1 snRNP nicht gebunden. Wenn U1 nicht bindet, wird der exon ausgelassen (sieh im Begleiten der Zahl).
• Die Schwergängigkeit des TIA-1 Proteins zu einem intronic das Verstärken der Erweiterer-Seite stabilisiert Schwergängigkeit von U1 snRNP. Der resultierende 5' Spender-Seite-Komplex hilft bei der Schwergängigkeit des Verstärken-Faktors U2AF zur 3' Verbindungsseite stromaufwärts des exon durch einen Mechanismus, der noch nicht bekannt ist (sieh b).
• Exon 6 enthält einen pyrimidine-reichen exonic das Verstärken des Schalldämpfers, ure6, wo PTB binden kann. Wenn PTB bindet, hemmt er die Wirkung des 5' Spender-Komplexes auf der Schwergängigkeit von U2AF zur Annehmer-Seite, exon hinauslaufend, hüpfend (sieh c).

Dieser Mechanismus ist ein Beispiel der exon Definition im Verstärken. Ein spliceosome versammelt sich auf einem intron, und die snRNP Subeinheiten bringen Falte die RNS, so dass die 5' und 3' Enden des intron angeschlossen werden. Jedoch, kürzlich studierte Beispiele wie diese Show, dass es auch Wechselwirkungen zwischen den Enden des exon gibt. In diesem besonderen Fall sind diese exon Definitionswechselwirkungen notwendig, um die Schwergängigkeit von Kernverstärken-Faktoren vor dem Zusammenbau des spliceosomes auf den zwei angrenzenden introns zu erlauben.

Repressor-Aktivator-Konkurrenz: HIV 1 arbeitet exon 2 in Okkispitze

HIV, der retrovirus, der AIDS in Menschen verursacht, erzeugt eine einzelne primäre RNS-Abschrift, die auf vielfache Weisen wechselweise gesplissen wird, mehr als 40 verschiedene mRNAs zu erzeugen. Das Gleichgewicht unter unterschiedlich gesplissenen Abschriften stellt vielfachem mRNAs Verschlüsselung verschiedener Produkte zur Verfügung, die für die Virenmultiplikation erforderlich sind. Eine der unterschiedlich gesplissenen Abschriften enthält das in Okkispitze arbeiten Gen, in dem exon 2 eine Kassette exon ist, der ausgelassen oder eingeschlossen werden kann. Die Einschließung dessen macht Okkispitze exon 2 in der RNS wird durch die Konkurrenz zwischen dem Verstärken repressor hnRNP A1 und dem SR Protein SC35 geregelt. Innerhalb von exon 2 ein exonic das Verstärken der Schalldämpfer-Folge (ESS) und eines exonic das Verstärken der Erweiterer-Folge (ESE) Übergreifen. Wenn Protein von A1 repressor zum ESS bindet, beginnt es kooperative Schwergängigkeit von vielfachen A1 Molekülen, das Verlängern in die 5' Spender-Seite stromaufwärts exon 2 und das Verhindern der Schwergängigkeit des Kernverstärken-Faktors U2AF35 zur polypyrimidine Fläche. Wenn SC35 zum ESE bindet, verhindert er A1-Schwergängigkeit und erhält die 5' Spender-Seite in einem zugänglichen Staat für den Zusammenbau des spliceosome aufrecht. Die Konkurrenz zwischen dem Aktivator und repressor stellt sicher, dass sowohl mRNA Typen (mit als auch ohne exon 2) erzeugt werden.

Anpassungsfähige Bedeutung

Das alternative Verstärken ist eine von mehreren Ausnahmen zur ursprünglichen Idee, dass eine DNA-Folge für einen polypeptide (Ein Gen eine Enzym-Hypothese) codiert. Es könnte jetzt richtiger sein, um "Ein Gen - viele polypeptides zu sagen." Außeninformation ist erforderlich, um zu entscheiden, welcher polypeptide, in Anbetracht einer DNA-Folge und pre-mRNA erzeugt wird. Da die Methoden der Regulierung geerbt werden, stellt das neuartige Wege für Veränderungen zur Verfügung, um Genausdruck zu betreffen.

Es ist vorgeschlagen worden, dass für das eukaryotes alternative Verstärken ein sehr wichtiger Schritt zur höheren Leistungsfähigkeit war, weil Information viel wirtschaftlicher versorgt werden kann. Mehrere Proteine können durch ein einzelnes Gen verschlüsselt werden, anstatt ein getrenntes Gen für jeden zu verlangen, und so einen verschiedeneren proteome von einem Genom der beschränkten Größe zu erlauben. Es stellt auch Entwicklungsflexibilität zur Verfügung. Eine einzelne Punkt-Veränderung kann einen gegebenen exon veranlassen, gelegentlich ausgeschlossen oder aus einer Abschrift während des Verstärkens eingeschlossen zu werden, Produktion eines neuen Proteins isoform ohne Verlust des ursprünglichen Proteins erlaubend. Vergleichende Studien zeigen an, dass das Alternative-Verstärken multicellularity in der Evolution vorangegangen ist, und schlagen Sie vor, dass dieser Mechanismus hinzugewählt worden sein könnte, um bei der Entwicklung von Mehrzellorganismen zu helfen.

Forschung, die auf dem Humangenomprojekt und anderen Genom sequencing gestützt ist, hat gezeigt, dass Menschen nur um ungefähr 30 % mehr Gene haben als roundworm Caenorhabditis elegans, und nur über doppelt so viele als die Fliege-Taufliege melanogaster. Diese Entdeckung hat zu Spekulation geführt, dass die wahrgenommene größere Kompliziertheit von Menschen oder Wirbeltiere allgemein, wegen höherer Raten des alternativen Verstärkens in Menschen sein könnte, als es in wirbellosen Tieren gefunden wird.

Jedoch hat eine Studie auf Proben von 100,000 ESTs jeder von Menschen, Maus, Ratte, Kuh, Fliege (D. melanogaster), Wurm (C. elegans), und das Werk Arabidopsis thaliana keine großen Unterschiede in der Frequenz wechselweise gesplissener Gene unter Menschen und einigen der anderen Tiere geprüft gefunden. Eine andere Studie hat jedoch vorgeschlagen, dass diese Ergebnisse ein Kunsterzeugnis der verschiedenen Zahlen von für die verschiedenen Organismen verfügbarem ESTS waren. Als sie alternative Verstärken-Frequenzen in zufälligen Teilmengen von Genen von jedem Organismus verglichen haben, haben die Autoren beschlossen, dass Wirbeltiere wirklich höhere Raten des alternativen Verstärkens haben als wirbellose Tiere.

Das alternative Verstärken und die Krankheit

Änderungen in der RNS-Verarbeitungsmaschinerie können zum Mis-Verstärken von vielfachen Abschriften führen, während einzelne-nucleotide Modifizierungen in Verbindungsseiten oder cis-stellvertretend, Durchführungsseiten spleißend, zu Unterschieden im Verstärken eines einzelnen Gens, und so im mRNA führen können, der von einem Mutanten die Abschriften des Gens erzeugt ist. Eine probabilistic Analyse zeigt an, dass mehr als 60 % von menschlichen Krankheit verursachenden Veränderungen das Verstärken betreffen, anstatt Codierfolgen direkt zu betreffen.

Anomal gesplissene mRNAs werden auch in einem hohen Verhältnis von krebsbefallenen Zellen gefunden. Bis neulich war es unklar, ob solche abweichenden Muster zu spleißen eine Rolle im Verursachen krebsbefallenen Wachstums gespielt haben, oder bloß eine Folge von mit Krebs vereinigten Zellabnormitäten waren. Es ist gezeigt worden, dass es wirklich die Verminderung des alternativen Verstärkens in krebsbefallenen Zellen im Vergleich zu normalen gibt, und sich die Typen des Verstärkens unterscheiden; zum Beispiel zeigen krebsbefallene Zellen höhere Niveaus der intron Retention als normale Zellen, aber niedrigere Ebenen von hüpfendem exon. Einige der Unterschiede im Verstärken in krebsbefallenen Zellen können sich aus Änderungen in phosphorylation ergeben, Verstärken-Faktoren abzuwickeln. Andere können durch Änderungen in den Verhältnisbeträgen erzeugt werden, erzeugte Faktoren zu spleißen; zum Beispiel, wie man gezeigt hat, haben Brustkrebs-Zellen Niveaus des Verstärken-Faktors SF2/ASF vergrößert. Eine Studie hat gefunden, dass ein relativ kleiner Prozentsatz (383 aus mehr als 26000) alternativer Verstärken-Varianten in der Frequenz in Geschwulst-Zellen bedeutsam höher war als normale Zellen, darauf hinweisend, dass es einen beschränkten Satz von Genen gibt, die, wenn gemis-splissen, zu Geschwulst-Entwicklung beitragen. Es wird jedoch geglaubt, dass die schädlichen Effekten von gemis-splissenen Abschriften gewöhnlich geschützt und durch den genannten Quatsch-vermittelten MRNA Zerfall [NMD] eines Mechanismus der Kontrolle der posttranscriptional Zellqualität beseitigt werden.

Ein Beispiel einer spezifischen mit Krebsen vereinigten Verstärken-Variante ist in einem der menschlichen DNMT Gene. Drei DNMT Gene verschlüsseln Enzyme, die Methyl-Gruppen zur DNA, eine Modifizierung hinzufügen, die häufig Durchführungseffekten hat. Mehrere haben anomal DNMT3B mRNAs gesplissen werden in Geschwülsten und Krebs-Zelllinien gefunden. In zwei getrennten Studien hat der Ausdruck von zwei von diesen anomal mRNAs in verursachten Änderungen von Säugetierzellen in der DNA methylation Muster in jenen Zellen gesplissen. Zellen mit einem der anomalen mRNAs haben auch zweimal so schnell wie Kontrollzellen angebaut, einen direkten Beitrag zur Geschwulst-Entwicklung durch dieses Produkt anzeigend.

Ein anderes Beispiel ist der Ron (MST1R) proto-oncogene. Ein wichtiges Eigentum von krebsbefallenen Zellen ist ihre Fähigkeit, normales Gewebe zu bewegen und in es einzufallen. Wie man gefunden hat, ist die Produktion einer anomal gesplissenen Abschrift von Ron mit vergrößerten Niveaus des SF2/ASF in Brustkrebs-Zellen vereinigt worden. Der abnomal isoform des durch diesen mRNA verschlüsselten Proteins von Ron führt zu Zelle motility.

Neue herausfordernde Studien weisen zu einer Schlüsselfunktion der chromatin Struktur und histone Modifizierungen in der alternativen Verstärken-Regulierung hin. Diese Einblicke weisen darauf hin, dass epigenetic Regulierung nicht nur bestimmt, welche Teile des Genoms ausgedrückt werden, sondern auch wie sie gesplissen werden.

Weites Genom Analyse des alternativen Verstärkens

Die weite Genom Analyse des alternativen Verstärkens ist eine schwierige Aufgabe. Gewöhnlich wechselweise sind gesplissene Abschriften durch das Vergleichen von EST Folgen gefunden worden, aber das verlangt sequencing der sehr großen Anzahl von ESTs. Die meisten EST Bibliotheken kommen sehr begrenzte Zahl von Geweben her, so werden gewebespezifische Verbindungsvarianten wahrscheinlich jedenfalls verpasst. Hoher Durchfluss nähert sich, um Verstärken-Fall in drei Kategorien zu untersuchen; DNA Mikroreihe-basierte Analysen, BÜROKLAMMER, und in vivo Reporter-Genfeinproben.

In der Mikroreihe-Analyse, Reihe von DNA-Bruchstücken, die individuellen exons (z.B vertreten. Mikroreihe von Affymetrix exon), oder exon/exon Grenzen (z.B Reihe von ExonHit oder Jivan) sind verwendet worden. Die Reihe wird dann mit etikettiertem cDNA von Geweben von Interesse untersucht. Die Untersuchung cDNAs bindet zur DNA von den exons, die in mRNAs in ihrem Gewebe des Ursprungs, oder zur DNA von der Grenze eingeschlossen werden, wo zwei exons angeschlossen worden sind. Das kann offenbaren, dass die Anwesenheit der Einzelheit wechselweise mRNAs gesplissen hat. Tiefe sequencing Technologien werden auch verwendet, um weites Genom Studien der Abschrift-Schwankung durchzuführen (sieh RNS-Seq).

BÜROKLAMMER (Quer-Verbindung und immunoprecipitation) verwendet UV Radiation, um Proteine mit RNS-Molekülen in einem Gewebe während des Verstärkens zu verbinden. Ein unterhandelndes spleißendes Durchführungsprotein von Interesse wird dann mit spezifischen Antikörpern hinabgestürzt. Wenn die diesem Protein beigefügte RNS isoliert und geklont wird, offenbart es die Zielfolgen für dieses Protein.

Schließlich ist es möglich, die Verstärken-Proteine beteiligt an einem spezifischen alternativen Verstärken-Ereignis durch das Konstruieren von Reporter-Genen zu finden, die eines von zwei verschiedenen Leuchtstoffproteinen abhängig von der Verstärken-Reaktion ausdrücken werden, die vorkommt. Diese Methode ist verwendet worden, um Mutanten zu isolieren, die das Verstärken betreffen und so neuartige spleißende Durchführungsproteine inactivated in jenen Mutanten zu identifizieren.

Siehe auch

• Datenbank von AspicDB
• Alternative polyadenylation (Abteilung von Polyadenylation)

Links

• Eine allgemeine Definition und Nomenklatur für alternative Verstärken-Ereignisse an SciVee
• AStalavista (Alternatives Verstärken-Landschaft-Vergegenwärtigungswerkzeug), eine Methode für die rechenbetont erschöpfende Klassifikation von Alternativen Verstärken-Strukturen
• Stamms-lab.net: Research Group, die sich mit alternativen Verstärken-Problemen und dem Mis-Verstärken in menschlichen Krankheiten befasst
• Das alternative Verstärken von Ion-Kanälen im Gehirn, das mit geistigen und neurologischen Krankheiten verbunden ist
• BIPASS: Webdienste in der Alternative, die spleißt